BR112014016228B1 - Fusion protein composition, nucleic acid molecule, expression vector, ribonucleoprotein complexes, and in vitro method for modifying, visualizing, activating transcription or repressing transcription of a target nucleic acid - Google Patents

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Abstract

RIBONUCLEOPROTEÍNAS EM CASCATAS MODIFICADAS E SEUS USOS. A presente invenção refere-se a um complexo associado a repetição palindrômica curta regularmente interespaçada e aglomerada (CRISPR) para defesa antiviral adaptável (Cascata); o Complexo de proteína em cascata compreendendo pelo menos as subunidades de proteína associada a CRISPR Cas7, Cas5 e Cas6 que incluem pelo menos uma subunidade com uma sequência de aminoácido adicional possuindo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição. O Complexo em cascata com atividade adicional é combinado com uma molécula de RNA para produzir um complexo de ribonucleoproteína. A molécula de RNA é selecionada para ter complementaridade substancial à sequência alvo. As ribonucleoproteínas alvejadas podem ser empregadas como ferramentas da engenharia genética para precisar o corte dos ácidos nucleicos na recombinação homóloga, união da extremidade não homóloga, modificação do gene, integração do gene, reparo da mutação ou para sua visualização, repressão ou ativação transcricional. Um par de ribonucleotídeos fundidos aos dímeros FokI pode ser empregado para gerar rupturas de filamento duplo no DNA para facilitar estas aplicações de um modo de sequência específica.RIBONUCLEOPROTEINS IN MODIFIED CASCADES AND THEIR USES. The present invention relates to a clustered regularly interspaced short palindromic repeat-associated complex (CRISPR) for adaptive antiviral defense (Cascade); o Cascade protein complex comprising at least the CRISPR-associated protein subunits Cas7, Cas5 and Cas6 that include at least one subunit with an additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or activity of transcriptional repression. The Cascade Complex with additional activity is combined with an RNA molecule to produce a ribonucleoprotein complex. The RNA molecule is selected to have substantial complementarity to the target sequence. Targeted ribonucleoproteins can be used as genetic engineering tools to precisely cleave nucleic acids in homologous recombination, non-homologous end splicing, gene modification, gene integration, mutation repair or for their visualization, repression or transcriptional activation. A pair of ribonucleotides fused to FokI dimers can be employed to generate double-stranded breaks in DNA to facilitate these applications in a sequence-specific manner.

Description

[001] A invenção se refere ao campo da engenharia genética e mais particularmente à área de modificação do gene e/ou genoma dos organismos, incluindo os procariotas e eucariotos. A invenção, também, diz respeito aos métodos da preparação das ferramentas específicas do local para uso nos métodos de análise de genoma e modificação genética, se in vivo ou in vitro. A invenção mais particularmente se refere ao campo das ribonucleoproteínas que reconhecem e se associam com as sequências de ácidos nucleicos em um modo específico da sequência.[001] The invention relates to the field of genetic engineering and more particularly to the area of gene and/or genome modification of organisms, including prokaryotes and eukaryotes. The invention also pertains to methods of preparing site-specific tools for use in genome analysis and genetic modification methods, whether in vivo or in vitro. The invention more particularly relates to the field of ribonucleoproteins which recognize and associate with nucleic acid sequences in a sequence-specific manner.

[002] As bactérias e archaea têm uma grande variedade de mecanismos de defesa contra DNA invasivo. Os sistemas de defesa, assim chamados, CRISPR/Cas fornecem a imunidade adaptativa por meio da integração de plasmídeo e fragmentos de DNA viral em loci das repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas (CRISPR) no cromossoma hospedeiro. As sequências derivadas do plasmídeo ou virais, conhecidas como espaçadores, são separadas umas das outras por meio da repetição das sequências derivadas do hospedeiro. Estes elementos repetitivos são a memória genética deste sistema imune e cada localização da CRISPR contém um repertório diversificado das sequências de um único ‘espaçador’ adquiridas durante os encontros anteriores com os elementos genéticos estrangeiros.[002] Bacteria and archaea have a wide variety of defense mechanisms against invasive DNA. The so-called CRISPR/Cas defense systems provide adaptive immunity through the integration of plasmid and viral DNA fragments into clustered regularly spaced short palindromic repeats (CRISPR) loci on the host chromosome. Plasmid-derived or viral sequences, known as spacers, are separated from one another by repeating host-derived sequences. These repetitive elements are the genetic memory of this immune system and each CRISPR location contains a diverse repertoire of single 'spacer' sequences acquired during previous encounters with foreign genetic elements.

[003] Aquisição de DNA estanho é a primeira etapa de imunização, mas a proteção requer que a CRISPR está transcrita e que estas transcrições longas são processadas nos RNAs derivados de CRISPR curta (crRNAs) em que cada um contém uma sequência de espaçados único complementar a um ácido nucléico estranho do desafiador.[003] Acquisition of tin DNA is the first step of immunization, but protection requires that CRISPR is transcribed and that these long transcripts are processed into short CRISPR-derived RNAs (crRNAs) that each contain a complementary single-spaced sequence. to a strange nucleic acid from the challenger.

[004] Além do crRNA, as experiências genéticas em vários organismos têm revelado que um conjunto único de proteínas associadas a CRISPR (Cas) é necessário para as etapas de aquisição da imunidade, para a biogênese do crRNA e para interferência alvejada. Da mesma forma, um subconjunto das proteínas Cas a partir dos sistemas da CRISPR filogeneticamente distintos tem mostrado se montar em grandes complexos que incluem um crRNA.[004] In addition to crRNA, genetic experiments in various organisms have revealed that a unique set of CRISPR-associated proteins (Cas) is required for the acquisition steps of immunity, for crRNA biogenesis, and for targeted interference. Likewise, a subset of Cas proteins from phylogenetically distinct CRISPR systems have been shown to assemble into large complexes that include a crRNA.

[005] Uma recente reavaliação da diversidade dos sistemas CRISPR/Cas tem resultado em uma classificação em três tipos distintos (Makarova K. e outros, (2011) Nature Reviews Microbiology - AOP 9 de maio de 2011; doi:10.1038/nrmicro2577) que variam no teor do gene cas, e apresentam maiores diferenças ao longo da via de defesa da CRISPR. (A nomenclatura e a classificação Makarova para os genes associados a CRISPR é adotado na presente especificação.) As transcrições de RNA de loci CRISPR (pre-crRNA) são divididas especificamente nas sequências de repetição por meio de endoribonucleases associada a CRISPR (Cas) nos sistemas tipo I e tipo III ou por meio de RNase III nos sistemas tipo II; os crRNAs gerados são utilizados por meio de complexo de proteína Cas como um RNA guia para detectar as sequências complementares ou de RNA ou DNA invasor. A clivagem dos ácidos nucleicos alvos tem sido demonstrada in vitro para o sistema de Pyrococcus furiosus tipo III-B, que cliva o RNA em um mecanismo fixado a régua, e, mais recentemente, in vivo para o sistema Streptococcus thermophiles tipo II, que cliva o DNA na sequência alvo complementar (protoespaçador). Em comparação, para os sistemas tipo I o mecanismo da interferência de CRISPR é ainda em grande parte desconhecido.[005] A recent reassessment of the diversity of CRISPR/Cas systems has resulted in a classification into three distinct types (Makarova K. et al., (2011) Nature Reviews Microbiology - AOP May 9, 2011; doi:10.1038/nrmicro2577) that vary in cas gene content, and show greater differences along the CRISPR defense pathway. (The Makarova nomenclature and classification for the CRISPR-associated genes is adopted in the present specification.) The CRISPR loci RNA (pre-crRNA) transcripts are split specifically into the repeat sequences by CRISPR-associated endoribonucleases (Cas) in the type I and type III systems or through RNase III in type II systems; the generated crRNAs are used by means of a Cas protein complex as a guide RNA to detect the complementary or invading RNA or DNA sequences. Cleavage of target nucleic acids has been demonstrated in vitro for the Pyrococcus furiosus type III-B system, which cleaves RNA in a ruler-fixed mechanism, and, more recently, in vivo for the Streptococcus thermophiles type II system, which cleaves DNA in the complementary target sequence (protospacer). In comparison, for type I systems the mechanism of CRISPR interference is still largely unknown.

[006] O organismo modelo da linhagem Escherichia coli K12 possui uma CRISPR/Cas tipo I-E (anteriormente conhecida como CRISPR subtipo E (Cse)). Contém oito genes cas (cas1, cas2, cas3 e cse1, cse2, cas7, cas5, cas6e) e uma CRISPR a jusante (repetições tipo 2). Na Escherichia coli K12 os oito genes cas são codificados a montante da localização da CRISPR. A Cas1 e a Cas2 não parecem ser necessárias para a interferência alvo, mas são passíveis de participar em nova aquisição da sequência. Em comparação, seis proteínas Cas: Cse1, Cse2, Cas3, Cas7, Cas5 e Cas6e (anteriormente, da mesma forma, conhecida como CasA, CasB, Cas3, CasC/Cse4, CasD e CasE/Cse3 respectivamente) são essenciais para a proteção contra o desafio fago lambda. Cinco destas proteínas: Cse1, Cse2, Cas7, Cas5 e Cas6e (anteriormente conhecida como CasA, CasB, CasC/Cse4, CasD e CasE/Cse3 respectivamente) montadas com um crRNA para formar uma multi-subunidade de ribonucleoproteína (RNP) referida como Cascata.[006] The model organism of the Escherichia coli K12 lineage has a CRISPR/Cas type I-E (formerly known as CRISPR subtype E (Cse)). It contains eight cas genes (cas1, cas2, cas3 and cse1, cse2, cas7, cas5, cas6e) and a CRISPR downstream (type 2 repeats). In Escherichia coli K12 the eight cas genes are encoded upstream of the CRISPR location. Cas1 and Cas2 do not appear to be necessary for target interference, but are likely to participate in sequence reacquisition. In comparison, six Cas proteins: Cse1, Cse2, Cas3, Cas7, Cas5 and Cas6e (formerly similarly known as CasA, CasB, Cas3, CasC/Cse4, CasD and CasE/Cse3 respectively) are essential for protection against the lambda phage challenge. Five of these proteins: Cse1, Cse2, Cas7, Cas5 and Cas6e (formerly known as CasA, CasB, CasC/Cse4, CasD and CasE/Cse3 respectively) assembled with a crRNA to form a multi-subunit ribonucleoprotein (RNP) referred to as the Cascade .

[007] Na E. coli, Cascata é um complexo de ribonucleoproteína 405 kDa composto de uma estequiometria desigual de cinco proteínas Cas funcionalmente essenciais: Cse11Cse22Cas76Cas51Cas6e1 (isto é, CasA1B2C6D1E1) e um RNA derivado de CRISPR-61-nt. A Cascata é uma RNP obrigatória que depende do crRNA para a estabilidade e montagem complexa, e para a identificação das sequências de ácidos nucleicos invasoras. A Cascata é um complexo da vigilância que constata e se liga aos ácidos nucleicos estranhos que são complementares à sequência espaçadora do crRNA.[007] In E. coli, Cascade is a 405 kDa ribonucleoprotein complex composed of an uneven stoichiometry of five functionally essential Cas proteins: Cse11Cse22Cas76Cas51Cas6e1 (ie, CasA1B2C6D1E1) and an RNA derived from CRISPR-61-nt. Cascade is an obligate RNP that depends on crRNA for stability and complex assembly, and for the identification of invading nucleic acid sequences. The Cascade is a surveillance complex that detects and binds to foreign nucleic acids that are complementary to the crRNA spacer sequence.

[008] Jore e outros, (2011) intitulado "Structural basis for CRISPR RNA-guided DNA recognition by Cascade" Nature Structural & Molecular Biology 18: 529 - 537 descreve como existe uma clivagem da transcrição pré-crRNA pela subunidade Cas6e em cascata, resultando no crRNA de 61 nt maduro sendo retido pelo complexo CRISPR. O crRNA serve como um RNA guia para a ligação específica sequência em cascata das moléculas de DNA de fita dupla (ds) por meio do emparelhamento da base entre o espaçador do crRNA e o protoespaçador complementar, formando um, assim chamado, circuito R. Este é conhecido ser um processo independente de ATP.[008] Jore et al., (2011) entitled "Structural basis for CRISPR RNA-guided DNA recognition by Cascade" Nature Structural & Molecular Biology 18: 529 - 537 describes how there is a cleavage of pre-crRNA transcription by the Cas6e subunit in cascade, resulting in the mature 61 nt crRNA being retained by the CRISPR complex. The crRNA serves as a guide RNA for sequence-specific binding of double-stranded (ds) DNA molecules through base pairing between the crRNA spacer and the complementary protospacer, forming a so-called R circuit. is known to be an ATP-independent process.

[009] Brouns S.J.J., e outros, (2008) intitulado "Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes" Science 321: 960-964 apresenta que a Cascata carregada com um crRNA requer Cas3 para a resistência ao fago in vivo.[009] Brouns S.J.J., et al., (2008) titled "Small CRISPR RNAs guide antiviral defense in prokaryotes" Science 321: 960-964 shows that the Cascade loaded with a crRNA requires Cas3 for phage resistance in vivo.

[0010] Marraffini L. & Sontheimer E. (2010) intitulado "CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea" Nature Reviews Genetics 11: 181 - 190 é um artigo da revisão que resume o estado do conhecimento na técnica no campo. Algumas sugestões são feitas sobre as tecnologias e aplicações com base na CRISPR, mas está principalmente na área de geração das linhagens resistentes ao fago das bactérias domesticadas para a indústria de laticínios. A clivagem específica das moléculas de RNA in vitro por meio de um complexo de crRNP em Pyrococcus furiosus é sugerida como alguma coisa que aguarda outro desenvolvimento. A manipulação dos sistemas CRISPR é também sugerida como uma forma possível de redução da transmissão das linhagens bacterianas resistentes ao antibiótico nos hospitais. Os autores resultam que mais esforço da pesquisa deve ser necessário para explorar a utilidade potencial da tecnologia nestas áreas.[0010] Marraffini L. & Sontheimer E. (2010) entitled "CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea" Nature Reviews Genetics 11: 181 - 190 is a review article that summarizes the state of the art in the field. Some suggestions are made about technologies and applications based on CRISPR, but it is mainly in the area of generating phage-resistant strains of bacteria domesticated for the dairy industry. Specific cleavage of RNA molecules in vitro via a crRNP complex in Pyrococcus furiosus is suggested as something awaiting further development. The manipulation of CRISPR systems is also suggested as a possible way of reducing the transmission of antibiotic-resistant bacterial strains in hospitals. The authors result that more research effort should be needed to explore the potential utility of the technology in these areas.

[0011] US 2011236530 A1 (Manoury e outros,) intitulado "Genetic cluster of strains of Streptococcus thermophilus having unique rheological properties for dairy fermentation" descreve certas linhagens de S. thermophilus que fermentam o leite de modo que é altamente viscoso e fracamente pegajoso. Uma localização específica da CRISPR da sequência definida é descrita.[0011] US 2011236530 A1 (Manoury et al.,) entitled "Genetic cluster of strains of Streptococcus thermophilus having unique rheological properties for dairy fermentation" describes certain strains of S. thermophilus that ferment milk so that it is highly viscous and weakly sticky. A specific CRISPR location of the defined sequence is described.

[0012] US 2011217739 A1 (Terns e outros,) intitulado "Cas6 polypeptides and methods of use" descreve os polipeptídeos que têm a atividade da endoribonuclease Cas6. Os polipeptídeos clivam um polinucleotídeo de RNA alvo tendo um domínio de reconhecimento Cas6 e local de clivagem. A clivagem pode ser realizada in vitro ou in vivo. Os micróbios, tais como, E. coli ou Haloferax volcanii são geneticamente modificados a fim de expressar a atividade da endoribonuclease Cas6.[0012] US 2011217739 A1 (Terns et al.,) entitled "Cas6 polypeptides and methods of use" describes polypeptides that have Cas6 endoribonuclease activity. The polypeptides cleave a target RNA polynucleotide having a Cas6 recognition domain and cleavage site. Cleavage can be carried out in vitro or in vivo. Microbes such as E. coli or Haloferax volcanii are genetically modified in order to express Cas6 endoribonuclease activity.

[0013] WO 2010054154 (Danisco) intitulado "Bifidobacteria CRISPR sequences" descreve várias sequências de CRISPR encontradas na Bifidobactéria e seu uso na preparação de linhagens geneticamente alteradas das bactérias que são alteradas em suas características de resistência ao fago.[0013] WO 2010054154 (Danisco) entitled "Bifidobacteria CRISPR sequences" describes various CRISPR sequences found in Bifidobacteria and their use in preparing genetically altered strains of bacteria that are altered in their phage resistance traits.

[0014] US 2011189776 A1 (Terns e outros,) intitulado "Prokaryotic RNAi-like system and methods of use" descreve os métodos de inativação dos polinucleotídeos alvo in vitro ou nos micróbios procarióticos in vivo. Os métodos de uso de um psiRNA tendo uma região 5’ de 5 - 10 nucleotídeos escolhidos a partir de uma repetição de uma localização da CRISPR imediatamente a montante de um espaçador. A região 3’ é substancialmente complementar a uma porção do polinucleotídeo alvo. Também descritos são os polipeptídeos tendo a atividade da endonuclease na presença de psiRNA e polinucleotídeo alvo.[0014] US 2011189776 A1 (Terns et al.) entitled "Prokaryotic RNAi-like system and methods of use" describes methods of inactivating target polynucleotides in vitro or in prokaryotic microbes in vivo. Methods of using a psiRNA having a 5' region of 5 - 10 nucleotides chosen from a repeat of a CRISPR location immediately upstream of a spacer. The 3' region is substantially complementary to a portion of the target polynucleotide. Also described are polypeptides having endonuclease activity in the presence of psiRNA and target polynucleotide.

[0015] EP2341149 A1 (Danisco) intitulado "Use of CRISPR associated genes (CAS) descreve como um ou mais genes Cas pode ser empregado para a modulação da resistência das células bacterianas contra o bacteriófago; particularmente as bactérias que fornecem uma cultura iniciadora ou cultura probiótica nos produtos lácteos.[0015] EP2341149 A1 (Danisco) titled "Use of CRISPR associated genes (CAS) describes how one or more Cas genes can be employed for modulating the resistance of bacterial cells against bacteriophage; particularly bacteria that provide a starter culture or culture probiotics in dairy products.

[0016] WO 2010075424 (The Regents of the University of California) intitulado "Compositions and methods for downregulating prokaryotic genes" descreve um polinucleotídeo isolado compreendendo um arranjo de CRISPR. Pelo menos um espaçador da CRISPR é complementar a um gene de um procariota de modo que é capaz da expressão sub-regular do gene; particularmente em que o gene é associado com a produção de biocombustível.[0016] WO 2010075424 (The Regents of the University of California) entitled "Compositions and methods for downregulating prokaryotic genes" describes an isolated polynucleotide comprising a CRISPR array. At least one CRISPR spacer is complementary to a prokaryote gene so that it is capable of sub-regular expression of the gene; particularly where the gene is associated with biofuel production.

[0017] WO 2008108989 (Danisco) intitulado "Cultures with improved phage resistance" descreve a seleção de linhagens resistentes ao das bactérias e também a seleção das linhagens que têm um espaçador adicional tendo 100 % de identidade com uma região do fago de RNA. As combinações de linhagens melhoradas e as rotações da cultura iniciadora são descritas para uso na indústria de laticínios. Certos fagos são descritos para uso como os agentes de biocontrole.[0017] WO 2008108989 (Danisco) entitled "Cultures with improved phage resistance" describes the selection of strains resistant to that of bacteria and also the selection of strains that have an additional spacer having 100% identity with a region of the phage RNA. Improved strain combinations and starter crop rotations are described for use in the dairy industry. Certain phages are described for use as biocontrol agents.

[0018] WO 2009115861 (Institut Pasteur) intitulado ""Molecular typing and subtyping of Salmonella by identification of the variable nucleotide sequences of the CRISPR loci" descreve os métodos para a detecção e a identificação bacteriana da Salmonella genus por meio do uso de suas sequências de nucleotídeos variáveis contidas em loci CRISPR.[0018] WO 2009115861 (Institut Pasteur) entitled ""Molecular typing and subtyping of Salmonella by identification of the variable nucleotide sequences of the CRISPR loci" describes methods for the detection and bacterial identification of Salmonella genus through the use of its sequences of variable nucleotides contained in CRISPR loci.

[0019] WO 2006073445 (Danisco) intitulado "Detection and typing of bacterial strains" descreve a detecção e a tipagem das linhagens bacterianas nos produtos alimentícios, suplementos dietéticos e amostras ambientais. As linhagens de Lactobacillus são identificadas por meio das sequências de nucleotídeos da CRISPR específicas.[0019] WO 2006073445 (Danisco) entitled "Detection and typing of bacterial strains" describes the detection and typing of bacterial strains in food products, dietary supplements and environmental samples. Lactobacillus strains are identified through specific CRISPR nucleotide sequences.

[0020] Urnov F e outros, (2010) intitulado "Genome editing with engineered zinc finger nucleases" Nature 11: 636 - 646 é um artigo da revisão sobre as nucleases de dedo de zinco e como tem sido fundamental no campo da genética reversa em uma faixa de organismos modelos. As nucleases de dedo de zinco têm sido desenvolvidas a fim de que a clivagem do genoma precisamente alvejado seja possível seguida pela modificação do gene no processo de reparo subsequente. De qualquer modo, as nucleases de dedo de zinco são geradas por meio da fusão de um número de domínios de ligação ao DNA de dedo de zinco ao domínio de clivagem do DNA. A especificidade da sequência de DNA é obtida por meio do acoplamento de diversos dedos de zinco em série, cada um reconhecendo um motivo de três nucleotídeos. Uma desvantagem significante com a tecnologia é que novos dedos de zinco necessitam para ser desenvolvidos para cada nova localização de DNA que requer ser dividida. Isto requer a engenharia de proteína e triagem extensa para assegurar a especificidade da ligação ao DNA.[0020] Urnov F et al., (2010) titled "Genome editing with engineered zinc finger nucleases" Nature 11: 636 - 646 is a review article on zinc finger nucleases and how they have been instrumental in the field of reverse genetics in a range of model organisms. Zinc finger nucleases have been developed so that precisely targeted genome cleavage is possible followed by gene modification in the subsequent repair process. In any case, zinc finger nucleases are generated by fusing a number of zinc finger DNA binding domains to the DNA cleavage domain. DNA sequence specificity is achieved by coupling several zinc fingers in series, each recognizing a three-nucleotide motif. A significant drawback with the technology is that new zinc fingers need to be developed for each new DNA location that needs to be split. This requires extensive protein engineering and screening to ensure DNA binding specificity.

[0021] Nos campos da engenharia genética e da pesquisa genômica existe uma necessidade contínua de agentes melhorados para a sequência/clivagem e/ou detecção do ácido nucléico específico do local.[0021] In the fields of genetic engineering and genomic research there is a continuing need for improved agents for site-specific nucleic acid sequencing/cleavage and/or detection.

[0022] Os inventores fizeram uma descoberta surpreendente em que certas bactérias expressando o Cas3, que tem atividade helicase e nuclease, expressa Cas3 com uma fusão com Cse1. Os inventores também têm inesperadamente sido capazes de produzir fusões artificiais de Cse1 com outras enzimas de nuclease.[0022] The inventors made a surprising discovery that certain bacteria expressing Cas3, which has both helicase and nuclease activity, express Cas3 with a fusion to Cse1. The inventors have also unexpectedly been able to produce artificial fusions of Cse1 with other nuclease enzymes.

[0023] Os inventores também têm descoberto que o reconhecimento do DNA alvo independente de Cas3 por meio de em Cascata marca DNA para a clivagem por meio de Cas3, e que a ligação ao DNA Cascata é governada por meio de requisitos topológicos do DNA alvo.[0023] The inventors have also discovered that Cas3-independent recognition of target DNA via Cascade marks DNA for cleavage via Cas3, and that DNA Cascade binding is governed by topological requirements of the target DNA.

[0024] Os inventores ainda têm constatado que Cascata é incapaz de ligar os plasmídeos alvo relaxados, mas surpreendentemente em Cascata apresenta elevada afinidade para os alvos que têm uma topologia negativamente superenrolada (nSC).[0024] The inventors have further found that Cascade is unable to bind relaxed target plasmids, but surprisingly Cascade has high affinity for targets that have a negatively supercoiled (nSC) topology.

[0025] Desse modo em um primeiro aspecto a presente invenção fornece um complexo associado a repetição palindrômica curta agrupada e regularmente espaçada (CRISPR) para a defesa antiviral (Cascata), o Complexo de proteína em cascata, ou porção deste, compreendendo pelo menos as subunidades de proteína associada a CRISPR:[0025] Thus in a first aspect the present invention provides a clustered regularly spaced short palindromic repeat (CRISPR) associated complex for antiviral defense (Cascade), the Cascade Protein Complex, or portion thereof, comprising at least the following CRISPR-associated protein subunits:

[0026] - Cas7 (ou COG 1857) tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 3 ou uma sequência de pelo menos 18 % de identidade a partir desta,[0026] - Cas7 (or COG 1857) having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 3 or a sequence of at least 18% identity therefrom,

[0027] - Cas5 (ou COG1688) tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 4 ou uma sequência de pelo menos 17 % de identidade a partir desta, e[0027] - Cas5 (or COG1688) having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 4 or a sequence of at least 17% identity therefrom, and

[0028] - Cas6 (ou COG 1583) tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 5 ou uma sequência de pelo menos 16 % de identidade a partir desta;[0028] - Cas6 (or COG 1583) having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 5 or a sequence of at least 16% identity therefrom;

[0029] e em que pelo menos uma das subunidades inclui uma sequência de aminoácido adicional fornecendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição.[0029] and wherein at least one of the subunits includes an additional amino acid sequence providing the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity.

[0030] Uma subunidade que inclui uma sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição é um exemplo o qual pode ser chamada "uma subunidade ligada a pelo menos uma porção funcional"; uma porção funcional sendo o polipeptídeo ou a proteína composta da sequência de aminoácido adicional. A atividade de ativação da transcrição pode ser aquela levando a ativação ou a super-regulação de um dos genes desejados; a atividade da repressão da transcrição levando a repressão ou a sub-regulação de um dos genes desejados. A seleção do gene sendo devido ao alvejamento do complexo em cascata da invenção com uma molécula de RNA, como descrito mais abaixo.[0030] A subunit that includes an additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation, or transcriptional repression activity is an example of what may be called "a subunit bound to at least one portion functional"; a functional portion being the polypeptide or protein composed of the additional amino acid sequence. Transcription activation activity may be that leading to activation or upregulation of one of the desired genes; the activity of transcriptional repression leading to repression or down-regulation of one of the desired genes. The gene selection being due to targeting the cascade complex of the invention with an RNA molecule, as described further below.

[0031] A sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição é de preferência formada de resíduos de aminoácido contíguo. Estes aminoácidos adicionais podem ser vistos como um polipeptídeo ou proteína que é contígua e forma parte da subunidade Cas ou Cse relacionada. Uma tal sequência de proteína ou polipeptídeo não é de preferência normalmente parte de qualquer sequência de aminoácido de subunidade Cas ou Cse. Em outras palavras, a sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição pode ser diferente de uma sequência de aminoácido de subunidade Cas ou Cse, ou sua parte, isto é, pode ser diferente de uma Cas3 submetida a sequência de aminoácido ou sua parte.[0031] The additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity is preferably formed from contiguous amino acid residues. These additional amino acids can be viewed as a polypeptide or protein that is contiguous and forms part of the related Cas or Cse subunit. Such a protein or polypeptide sequence is preferably not normally part of any Cas or Cse subunit amino acid sequence. In other words, the additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation, or transcriptional repression activity may be different from a Cas or Cse subunit amino acid sequence, or part thereof, i.e. , may be different from a Cas3 submitted amino acid sequence or part thereof.

[0032] A sequência de aminoácido adicional com ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição pode, quando desejado, ser obtida ou derivada do mesmo organismo, por exemplo, E. coli, como as subunidade Cas ou Cse.[0032] Additional amino acid sequence with nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity can, when desired, be obtained or derived from the same organism, e.g. E. coli, as the Cas or Cse subunit.

[0033] Adicionalmente e/ou alternativamente ao acima, a sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição pode ser "heteróloga" à sequência de aminoácido das subunidade Cas ou Cse. Por esse motivo, a sequência de aminoácido adicional pode ser obtida ou derivada de um organismo diferente do organismo do qual as subunidade(s) Cas e/ou Cse são derivadas ou originadas.[0033] In addition and/or alternatively to the above, the additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity may be "heterologous" to the amino acid sequence of the Cas or Cse. Therefore, the additional amino acid sequence may be obtained or derived from an organism other than the organism from which the Cas and/or Cse subunit(s) are derived or originated.

[0034] Ao longo, a identidade de sequência pode ser determinada por meio da forma de BLAST e alinhamento de sequências múltiplas Cobalto subsequente no servidor National Center for Biotechnology Information, em que a sequência em questão é comparada a uma sequência de referência (por exemplo, SEQ ID #No. 3, 4 ou 5). As sequências de aminoácidos podem ser definidas em termos da similaridade da sequência de porcentagem com base em uma matriz BLOSUM62 ou identidade da porcentagem com uma determinada sequência de referência (por exemplo, SEQ ID #No. 3, 4 ou 5). A similaridade ou a identidade de uma sequência envolve uma etapa inicial da preparação do melhor alinhamento antes de calcular a conservação da porcentagem com a referência e reflete uma calculo da relação evolutiva das sequências.[0034] Along, sequence identity can be determined by way of BLAST and subsequent Cobalt multiple sequence alignment on the National Center for Biotechnology Information server, where the sequence in question is compared to a reference sequence (e.g. , SEQ ID #No. 3, 4 or 5). Amino acid sequences can be defined in terms of percentage sequence similarity based on a BLOSUM62 matrix or percentage identity to a given reference sequence (eg SEQ ID #No. 3, 4 or 5). The similarity or identity of a sequence involves an initial step of preparing the best alignment before calculating the percentage conservation with the reference and reflects a calculation of the evolutionary relationship of the sequences.

[0035] A Cas7 pode ter uma similaridade da sequência de pelo menos 31 % com a SEQ ID #No. 3; a Cas5 pode ter uma similaridade da sequência de pelo menos 26 % com a SEQ ID #No. 4. A Cas6 pode ter uma similaridade da sequência de pelo menos 27 % com a SEQ ID #No. 5.[0035] Cas7 may have a sequence similarity of at least 31% to SEQ ID #No. 3; Cas5 may have at least 26% sequence similarity to SEQ ID #No. 4. Cas6 may have a sequence similarity of at least 27% to SEQ ID #No. 5.

[0036] Para Cse1/CasA (502 AA): >gi|16130667|ref|NP_417240.1| RNA de CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MNLLIDNWIPVRPRNGGKVQIINLQSLYCSRDQWRLSLPRD DMELAALALLVCIGQIIAPAKDDVEFRHRIMNPLTEDEFQQLIAPWIDM FYLNHAEHPFMQTKGVKANDVTPMEKLLAGVSGATNCAFVNQPGQ GEALCGGCTAIALFNQANQAPGFGGGFKSGLRGGTPVTTFVRGIDLR STVLLNVLTLPRLQKQFPNESHTENQPTWIKPIKSNESIPASSIGFVRG LFWQPAHIELCDPIGIGKCSCCGQESNLRYTGFLKEKFTFTVNGLWP HPHSPCLVTVKKGEVEEKFLAFTTSAPSWTQISRVVVDKIIQNENGNR VAAVVNQFRNIAPQSPLELIMGGYRNNQASILERRHDVLMFNQGWQ QYGNVINEIVTVGLGYKTALRKALYTFAEGFKNKDFKGAGVSVHETAE RHFYRQSELLIPDVLANVNFSQADEVIADLRDKLHQLCEMLFNQSVA PYAHHPKLISTLALARATLYKHLRELKPQGGPSNG [SEQ ID #No. 1][0036] For Cse1/CasA (502 AA): >gi|16130667|ref|NP_417240.1| CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MNLLIDNWIPVRPRNGGKVQIINLQSLYCSRDQWRLSLPRD DMELAALALLVCIGQIIAPAKDDVEFRHRIMNPLTEDEFQQLIAPWIDM FYLNHAEHPFMQTKGVKANDVTPMEKLLAGVSGATNCAFVNQPGQ GEALCGGCTAIALFNQANQAPGFGGGFKSGLRGGTPVTTFVRGIDLR STVLLNVLTLPRLQKQFPNESHTENQPTWIKPIKSNESIPASSIGFVRG LFWQPAHIELCDPIGIGKCSCCGQESNLRYTGFLKEKFTFTVNGLWP HPHSPCLVTVKKGEVEEKFLAFTTSAPSWTQISRVVVDKIIQNENGNR VAAVVNQFRNIAPQSPLELIMGGYRNNQASILERRHDVLMFNQGWQ QYGNVINEIVTVGLGYKTALRKALYTFAEGFKNKDFKGAGVSVHETAE RHFYRQSELLIPDVLANVNFSQADEVIADLRDKLHQLCEMLFNQSVA PYAHHPKLISTLALARATLYKHLRELKPQGGPSNG [SEQ ID #No. 1]

[0037] Para Cse2/CasB (160 AA): >gi|16130666|ref|NP_417239.1| RNA de CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MADEIDAMALYRAWQQLDNGSCAQIRRVSEPDELRDIPAF YRLVQPFGWENPRHQQALLRMVFCLSAGKNVIRHQDKKSEQTTGIS LGRALANSGRINERRIFQLIRADRTADMVQLRRLLTHAEPVLDWPLMA RMLTWWGKRERQQLLEDFVLTTNKNA [SEQ ID #No. 2][0037] For Cse2/CasB (160 AA): >gi|16130666|ref|NP_417239.1| CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MADEIDAMALYRAWQQLDNGSCAQIRRVSEPDELRDIPAF YRLVQPFGWENPRHQQALLRMVFCLSAGKNVIRHQDKKSEQTTGIS LGRALANSGRINERRIFQLIRADRTADMVQLRRLLTHAEPVLDWPLMA RMLTWWGKRERQQLLEDFVLTTNKNA [SEQ ID #No. two]

[0038] Para Cas7/CasC/Cse4 (363 AA): >gi|16130665|ref|NP_417238.1| RNA de CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MSNFINIHVLISHSPSCLNRDDMNMQKDAIFGGKRRVRISS QSLKRAMRKSGYYAQNIGESSLRTIHLAQLRDVLRQKLGERFDQKIID KTLALLSGKSVDEAEKISADAVTPWVVGEIAWFCEQVAKAEADNLDD KKLLKVLKEDIAAIRVNLQQGVDIALSGRMATSGMMTELGKVDGAMSI AHAITTHQVDSDIDWFTAVDDLQEQGSAHLGTQEFSSGVFYRYANIN LAQLQENLGGASREQALEIATHVVHMLATEVPGAKQRTYAAFNPAD MVMVNFSDMPLSMANAFEKAVKAKDGFLQPSIQAFNQYWDRVANG YGLNGAAAQFSLSDVDPITAQVKQMPTLEQLKSWVRNNGEA [SEQ ID #No. 3][0038] For Cas7/CasC/Cse4 (363 AA): >gi|16130665|ref|NP_417238.1| CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MSNFINIHVLISHSPSCLNRDDMNMQKDAIFGGKRRVRISS QSLKRAMRKSGYYAQNIGESSLRTIHLAQLRDVLRQKLGERFDQKIID KTLALLSGKSVDEAEKISADAVTPWVVGEIAWFCEQVAKAEADNLDD KKLLKVLKEDIAAIRVNLQQGVDIALSGRMATSGMMTELGKVDGAMSI AHAITTHQVDSDIDWFTAVDDLQEQGSAHLGTQEFSSGVFYRYANIN LAQLQENLGGASREQALEIATHVVHMLATEVPGAKQRTYAAFNPAD MVMVNFSDMPLSMANAFEKAVKAKDGFLQPSIQAFNQYWDRVANG YGLNGAAAQFSLSDVDPITAQVKQMPTLEQLKSWVRNNGEA [SEQ ID #No. 3]

[0039] Para Cas5/CasD (224 AA): >gi|90111483|ref|NP_417237.2| RNA de CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MRSYLILRLAGPMQAWGQPTFEGTRPTGRFPTRSGLLGLL GACLGIQRDDTSSLQALSESVQFAVRCDELILDDRRVSVTGLRDYHT VLGAREDYRGLKSHETIQTWREYLCDASFTVALWLTPHATMVISELE KAVLKPRYTPYLGRRSCPLTHPLFLGTCQASDPQKALLNYEPVGGDI YSEESVTGHHLKFTARDEPMITLPRQFASREWYVIKGGMDVSQ [SEQ ID #No. 4][0039] For Cas5/CasD (224 AA): >gi|90111483|ref|NP_417237.2| CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MRSYLILRAGPMQAWGQPTFEGTRPTGRFPTRSGLLGLL GACLGIQRDDTSSLQALSESVQFAVRCDELILDDRRVSVTGLRDYHT VLGAREDYRGLKSHETIQTWREYLCDASFTVALWLTPHATMVISELE KAVLKPRYTPYLGRRSCPLTHPLFLGTCQASDPQKALLNYEPVGDVGDI YSEESVTGHPRVIKFTARDEPQGMIDWIDG 4]

[0040] Para Cas6e/CasE (199 AA): >gi|16130663|ref|NP_417236.1| enzima de clivagem precursora do RNA de CRISPR; RNA de CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MYLSKVIIARAWSRDLYQLHQGLWHLFPNRPDAARDFLFH VEKRNTPEGCHVLLQSAQMPVSTAVATVIKTKQVEFQLQVGVPLYFR LRANPIKTILDNQKRLDSKGNIKRCRVPLIKEAEQIAWLQRKLGNAARV EDVHPISERPQYFSGDGKSGKIQTVCFEGVLTINDAPALIDLVQQGIG PAKSMGCGLLSLAPL [SEQ ID #No. 5][0040] For Cas6e/CasE (199 AA): >gi|16130663|ref|NP_417236.1| CRISPR RNA precursor cleaving enzyme; CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655] MYLSKVIIARAWSRDLYQLHQGLWHLFPNRPDAARDFLFH VEKRNTPEGCHVLLQSAQMPVSTAVATVIKTKQVEFQLQVGVPLYFR LRANPIKTILDNQKRLDSKGNIKRCRVPLIKEAEQIAWLQRKLGNAARV EDVHPISERPQYFSGDGKSGKIQTVCFEGVLTINDAPALIDLVQGL #IDLAPAKSMQGL 5]

[0041] Na definição da faixa das variantes da sequência que se enquadram dentro do escopo da invenção, para se evitar dúvidas, os que seguem são cada um dos limites opcionais na extensão da variação, para ser aplicada a cada uma das SEQ ID #No. 1, 2, 3, 4 ou 5 partindo da relação da faixa mais ampla das variantes como especificado nos termos da respectiva identidade da porcentagem acima. A faixa de variantes, por esse motivo, pode, por esse motive, incluir: pelo menos 16 %, ou pelo menos 17 %, ou pelo menos 18 %, ou pelo menos 19 %, ou pelo menos 20 %, ou pelo menos 21 %, ou pelo menos 22 %, ou pelo menos 23 %, ou pelo menos 24 %, ou pelo menos 25 %, ou pelo menos 26 %, ou pelo menos 27 %, ou pelo menos 28 %, ou pelo menos 29 %, ou pelo menos 30 %, ou pelo menos 31 %, ou pelo menos 32 %, ou pelo menos 33 %, ou pelo menos 34 %, ou pelo menos 35 %, ou pelo menos 36 %, ou pelo menos 37 %, ou pelo menos 38 %, ou pelo menos 39 %, ou pelo menos 40 %, ou pelo menos 41 %, ou pelo menos 42 %, ou pelo menos 43 %, pelo menos 44 %, ou pelo menos 45 %, ou pelo menos 46 %, ou pelo menos 47 %, ou pelo menos 48 %, ou pelo menos 49 %, ou pelo menos 50 %, ou pelo menos 51 %, ou pelo menos 52 %, ou pelo menos 53 %, ou pelo menos 54 %, ou pelo menos 55 %, ou pelo menos 56 %, ou pelo menos 57 %, ou pelo menos 58 %, ou pelo menos 59 %, ou pelo menos 60 %, ou pelo menos 61 %, ou pelo menos 62 %, ou pelo menos 63 %, ou pelo menos 64 %, ou pelo menos 65 %, ou pelo menos 66 %, ou pelo menos 67 %, ou pelo menos 68 %, ou pelo menos 69 %, ou pelo menos 70 %, ou pelo menos 71 %, pelo menos 72 %, ou pelo menos 73 %, ou pelo menos 74 %, ou pelo menos 75 %, ou pelo menos 76 %, ou pelo menos 77 %, ou pelo menos 78 %, ou pelo menos 79 %, ou pelo menos 80 %, ou pelo menos 81 %, ou pelo menos 82 %, ou pelo menos 83 %, ou pelo menos 84 %, ou pelo menos 85 %, ou pelo menos 86 %, ou pelo menos 87 %, ou pelo menos 88 %, ou pelo menos 89 %, ou pelo menos 90 %, ou pelo menos 91 %, ou pelo menos 92 %, ou pelo menos 93 %, ou pelo menos 94 %, ou pelo menos 95 %, ou pelo menos 96 %, ou pelo menos 97 %, ou pelo menos 98 %, ou pelo menos 99 %, ou 100 % da identidade da sequência de aminoácido.[0041] In defining the range of sequence variants that fall within the scope of the invention, for the avoidance of doubt, the following are each of the optional limits on the extent of variation, to be applied to each of SEQ ID #No . 1, 2, 3, 4 or 5 from the ratio of the widest range of variants as specified in terms of the respective identity of the percentage above. The range of variants, therefore, may for that reason include: at least 16%, or at least 17%, or at least 18%, or at least 19%, or at least 20%, or at least 21 %, or at least 22%, or at least 23%, or at least 24%, or at least 25%, or at least 26%, or at least 27%, or at least 28%, or at least 29%, or at least 30%, or at least 31%, or at least 32%, or at least 33%, or at least 34%, or at least 35%, or at least 36%, or at least 37%, or at least at least 38%, or at least 39%, or at least 40%, or at least 41%, or at least 42%, or at least 43%, at least 44%, or at least 45%, or at least 46% , or at least 47%, or at least 48%, or at least 49%, or at least 50%, or at least 51%, or at least 52%, or at least 53%, or at least 54%, or at least 55%, or at least 56%, or at least 57%, or at least 58%, or at least 59%, or at least 60%, or at least 61%, or at least 6 2%, or at least 63%, or at least 64%, or at least 65%, or at least 66%, or at least 67%, or at least 68%, or at least 69%, or at least 70% , or at least 71%, or at least 72%, or at least 73%, or at least 74%, or at least 75%, or at least 76%, or at least 77%, or at least 78%, or at least at least 79%, or at least 80%, or at least 81%, or at least 82%, or at least 83%, or at least 84%, or at least 85%, or at least 86%, or at least 87 %, or at least 88%, or at least 89%, or at least 90%, or at least 91%, or at least 92%, or at least 93%, or at least 94%, or at least 95%, or at least 96%, or at least 97%, or at least 98%, or at least 99%, or 100% amino acid sequence identity.

[0042] Através de, o Makarova e outros, (2011) a nomenclatura está sendo empregada na definição das subunidades da proteína Cas. A Tabela 2 na página 5 do Makarova e outros, o artigo lista os genes Cas e os nomes das famílias e as superfamílias as quais pertencem. Através de, a referência para uma subunidade da proteína Cas ou proteína Cse inclui referência cruzada à família ou a superfamília as quais estas subunidades fazem parte.[0042] Through, Makarova et al., (2011) the nomenclature is being employed in the definition of the subunits of the Cas protein. Table 2 on page 5 of Makarova and others, the article lists the Cas genes and the names of the families and superfamilies to which they belong. By way, reference to a subunit of the Cas protein or Cse protein includes cross-reference to the family or superfamily of which these subunits are a part.

[0043] Através de, as sequências de referência das subunidades Cas e Cse da invenção podem ser definidas como uma sequência de nucleotídeo codificando a sequência de aminoácido. Por exemplo, a sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 3 para a Cas7 também inclui todas as sequências de ácidos nucleicos que codificam aquela sequência de aminoácido. As variantes da Cas7 incluída dentro do escopo da invenção por esse motivo incluem as sequências de nucleotídeos de pelo menos as semelhanças ou as identidades da porcentagem de aminoácido definidas com a referência da sequência de ácido nucléico; assim como, todas as semelhanças ou identidades da porcentagem possível entre esse limite inferior e 100 %.[0043] Thereby, the Cas and Cse subunit reference sequences of the invention can be defined as a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence. For example, the amino acid sequence of SEQ ID #No. 3 for Cas7 also includes all nucleic acid sequences encoding that amino acid sequence. Variants of Cas7 included within the scope of the invention therefore include nucleotide sequences of at least the amino acid percentage similarities or identities defined with the nucleic acid sequence reference; as well as all possible percentage similarities or identities between this lower limit and 100%.

[0044] Os Complexos em cascata da invenção podem ser compostos de subunidades derivadas ou modificadas a partir de mais do que uma diferente procariota archaeal ou bacteriana. Da mesma forma, as subunidades dos diferentes subtipos de Cas podem ser misturadas.[0044] The Cascade Complexes of the invention may be composed of subunits derived or modified from more than one different archaeal or bacterial prokaryote. Likewise, the subunits of the different Cas subtypes can be mixed.

[0045] Em um aspecto preferido, a subunidade Cas6 é uma subunidade Cas6e da SEQ ID #No. 17 abaixo, ou uma sequência de pelo menos 16 % de identidade a partir desta.[0045] In a preferred aspect, the Cas6 subunit is a Cas6e subunit of SEQ ID #No. 17 below, or a sequence of at least 16% identity therefrom.

[0046] A sequência de uma subunidade Cas6e preferida é >gi|16130663|ref|NP_417236.1| enzima de clivagem precursora do RNA de CRISPR; RNA da CRISP (crRNA) contendo a Proteína do complexo antiviral em cascata [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655]: MYLSKVIIARAWSRDLYQLHQGLWHLFPNRPDAARDFLFH VEKRNTPEGCHVLLQSAQMPVSTAVATVIKTKQVEFQLQVGVPLYFR LRANPIKTILDNQKRLDSKGNIKRCRVPLIKEAEQIAWLQRKLGNAARV EDVHPISERPQYFSGDGKSGKIQTVCFEGVLTINDAPALIDLVQQGIG PAKSMGCGLLSLAPL [SEQ ID #No. 17][0046] The sequence of a preferred Cas6e subunit is >gi|16130663|ref|NP_417236.1| CRISPR RNA precursor cleaving enzyme; CRISP RNA (crRNA) containing the Antiviral Cascade Complex Protein [Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655]: MYLSKVIIARAWSRDLYQLHQGLWHLFPNRPDAARDFLFH VEKRNTPEGCHVLLQSAQMPVSTAVATVIKTKQVEFQLQVGVPLYFR LRANPIKTILDNQKRLDSKGNIKRCRVPLIKEAEQIAWLQRKLGNAARV EDVHPISERPQYFSGDGKSGKIQTVCFEGVLTINDAPALIDLVQ IDGCGLNoPLSE 17]

[0047] Os Complexos em cascata, ou suas porções, da invenção - que compreende pelo menos uma subunidade que inclui uma sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição - também pode compreender uma subunidade Cse2 (ou tipo YgcK) tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 2 ou uma sequência de pelo menos 20 % de identidade a partir desta, ou uma parte desta. Alternativamente, a subunidade Cse é definida como tendo pelo menos 38 % de similaridade com a SEQ ID #No. 2. Opcionalmente, dentro do complexo de proteína da invenção é a subunidade Cse2 que inclui a sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou a atividade modificadora da cromatina.[0047] The Cascade Complexes, or portions thereof, of the invention - comprising at least one subunit that includes an additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity - may also comprise a Cse2 (or YgcK-like) subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 2 or a sequence of at least 20% identity therefrom, or a part thereof. Alternatively, the Cse subunit is defined as having at least 38% similarity to SEQ ID #No. 2. Optionally, within the protein complex of the invention is the Cse2 subunit which includes the additional amino acid sequence having nucleic acid or chromatin modifying activity.

[0048] Adicionalmente ou alternativamente, os Complexos em cascata da invenção também pode compreender uma subunidade Cse1 (ou tipo YgcL) tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 1 ou uma sequência de pelo menos 9 % de identidade a partir desta, ou uma parte desta. Opcionalmente dentro do complexo de proteína da invenção é a subunidade Cse1 que inclui a sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição.[0048] Additionally or alternatively, the Cascade Complexes of the invention may also comprise a Cse1 (or YgcL-like) subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 1 or a sequence of at least 9% identity therefrom, or a part thereof. Optionally within the protein complex of the invention is the Cse1 subunit which includes the additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity.

[0049] Nas modalidades preferidas, um Complexo em cascata da invenção é um complexo de proteína do sistema CRISPR-Cas Tipo I; mais de preferência um complexo de proteína CRISPR-Cas subtipo I-E ou pode ser com base em um complexo Tipo I-A ou Tipo I-B. Um complexo Tipo I-C, D ou F é possível. Nas modalidades particularmente preferidas com base no sistema E. coli, as subunidades podem ter as estequiometrias que seguem: Cse11Cse22Cas76Cas51 Cas61 ou Cse11Cse22Cas76Cas51Cas6e1.[0049] In preferred embodiments, a Cascade Complex of the invention is a CRISPR-Cas Type I system protein complex; more preferably a CRISPR-Cas subtype I-E protein complex or may be based on a Type I-A or Type I-B complex. A Type I-C, D or F complex is possible. In particularly preferred embodiments based on the E. coli system, the subunits may have the following stoichiometries: Cse11Cse22Cas76Cas51 Cas61 or Cse11Cse22Cas76Cas51Cas6e1.

[0050] A sequência de aminoácido adicional tendo ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição pode ser traducionalmente fundida por meio da expressão nos sistemas naturais ou artificiais da expressão da proteína, ou covalentemente ligada por meio de uma etapa de síntese química à pelo menos uma subunidade; de preferência pelo menos uma porção funcional é fundida ou ligada pelo menos à região do terminal de N e/ou à região do terminal de C de pelo menos uma de uma subunidade Cse1, Cse2, Cas7, Cas5, Cas6 ou Cas6e. Nas modalidades particularmente preferidas, a sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou a atividade modificadora da cromatina é fundida ou ligada ao terminal de N ou o terminal de C de uma subunidade Cse1, uma Cse2 ou uma Cas5; mais de preferência a ligação está na região do terminal de N de uma subunidade Cse1, o terminal de N de uma subunidade Cse2, ou o terminal de N de uma subunidade Cas7.[0050] The additional amino acid sequence having nucleic acid or the chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity may be translationally fused through expression in natural or artificial protein expression systems, or covalently linked by means of a chemical synthesis step to at least one subunit; preferably at least one functional moiety is fused to or linked to at least the N-terminal region and/or the C-terminal region of at least one of a Cse1, Cse2, Cas7, Cas5, Cas6 or Cas6e subunit. In particularly preferred embodiments, the additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifying activity is fused to or linked to the N-terminus or the C-terminus of a Cse1, a Cse2 or a Cas5 subunit; more preferably the bond is in the region of the N-terminus of a Cse1 subunit, the N-terminus of a Cse2 subunit, or the N-terminus of a Cas7 subunit.

[0051] A sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, ativação, repressão ou atividade de visualização pode ser uma proteína; opcionalmente selecionada a partir de uma helicase, uma nuclease, uma nuclease- helicase, uma metiltransferase de DNA (por exemplo, Dam), ou a desmetilase de DNA, uma histona metiltransferase, uma histona desmetilase, uma acetilase, uma deacetilase, uma fosfatase, uma cinase, um (co-)ativador de transcrição, uma subnidade de RNA polimerase, um repressor de transcrição, uma proteína de ligação de DNA, uma proteína de estruturação de DNA, uma proteína marcadora, uma proteína repórter, uma proteína fluorescente, uma proteína de ligação do ligando (por exemplo, mCherry ou uma proteína de ligação de metal pesado), um peptídeo sinal (por exemplo, sequência de sinal- Tat), uma sequência de localização subcelular (por exemplo, sequência de localização nuclear) ou um epítopo do anticorpo.[0051] The additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, activation, repression or visualization activity may be a protein; optionally selected from a helicase, a nuclease, a nuclease helicase, a DNA methyltransferase (e.g. Dam), or a DNA demethylase, a histone methyltransferase, a histone demethylase, an acetylase, a deacetylase, a phosphatase, a kinase, a transcriptional (co-)activator, an RNA polymerase subunit, a transcriptional repressor, a DNA-binding protein, a DNA structuring protein, a marker protein, a reporter protein, a fluorescent protein, a ligand binding protein (e.g. mCherry or a heavy metal binding protein), a signal peptide (e.g. Tat-signal sequence), a subcellular localization sequence (e.g. nuclear localization sequence) or a antibody epitope.

[0052] A proteína envolvida pode ser uma proteína heteróloga de uma espécie diferente da espécie bacteriana da qual as subunidades da proteína em Cascata tem sua origem de sequência.[0052] The protein involved may be a heterologous protein from a species other than the bacterial species from which the Cascade protein subunits have their sequence origin.

[0053] Quando a proteína é uma nuclease, pode ser uma selecionada a partir de uma endonuclease de restrição tipo II, tal como, FokI, ou um mutante ou uma porção ativa desta. Outras endonucleases de restrição tipo II que podem ser empregadas incluem EcoR1, EcoRV, BgII, BamHI, BsgI e BspMI. De preferência, um complexo de proteína da invenção pode ser fundido ao domínio do terminal de N de FokI e outro complexo de proteína da invenção pode ser fundido ao domínio do terminal de C de FokI. Estes dois complexos de proteínas podem em seguida ser empregado para se obter uma localização vantajosa específica do corte de fita dupla em um ácido nucléico, de acordo com o qual o local do corte no material genético está no plano e escolha do usuário, como administrado pelo componente do RNA (definido e descrito abaixo) e devido a presença de uma sequência assim chamada "motivo adjacente ao protoespaçador" (PAM) na fita do ácido nucléico alvo (também descrito em mais detalhes abaixo).[0053] When the protein is a nuclease, it may be one selected from a type II restriction endonuclease, such as FokI, or a mutant or active portion thereof. Other type II restriction endonucleases that may be employed include EcoR1, EcoRV, BgII, BamHI, BsgI and BspMI. Preferably, one protein complex of the invention can be fused to the N-terminal domain of FokI and another protein complex of the invention can be fused to the C-terminal domain of FokI. These two protein complexes can then be employed to obtain a specific advantageous location of the double-stranded cut in a nucleic acid, whereby the location of the cut in the genetic material is in the plan and choice of the user, as administered by the user. component of the RNA (defined and described below) and due to the presence of a so-called "protospacer adjacent motif" (PAM) sequence on the target nucleic acid strand (also described in more detail below).

[0054] Em uma modalidade preferida, um complexo de proteína da invenção tem uma sequência de aminoácido adicional que é uma endonuclease de restrição modificada, por exemplo, FokI. A modificação está, de preferência, do domínio catalítico. Nas modalidades preferidas, a FokI modificada é KKR Sharkey ou ELD Sharkey que é fundida à proteína Cse1 do complexo de proteína. Em uma aplicação preferida destes complexos da invenção, dois destes complexos (KKR Sharkey e ELD Sharkey) podem estar juntos em combinação. Um par de heterodímero dos complexos de proteínas empregando FokI diferentemente modificada é ter a vantagem específica no corte de fita dupla alvejado de ácido nucléico. Se os homodímeros são empregados em seguida é possível que exista mais clivagem em locais não alvos devido a atividade não específica. Uma metodologia de heterodímero vantajosamente aumenta a fidelidade da clivagem em uma amostra de material.[0054] In a preferred embodiment, a protein complex of the invention has an additional amino acid sequence that is a modified restriction endonuclease, for example, FokI. The modification is preferably in the catalytic domain. In preferred embodiments, the modified FokI is KKR Sharkey or ELD Sharkey which is fused to the Cse1 protein of the protein complex. In a preferred application of these complexes of the invention, two of these complexes (KKR Sharkey and ELD Sharkey) can be together in combination. A heterodimer pair of protein complexes employing differently modified FokI is to have the specific advantage in nucleic acid-targeted double-stranded cleavage. If homodimers are employed then it is possible that there is more cleavage at non-target sites due to non-specific activity. A heterodimer methodology advantageously increases cleavage fidelity in a sample of material.

[0055] O Complexo de cascata com sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição definida e descrita acima é um parte componente de um sistema global da invenção que vantajosamente permite ao usuário selecionar de uma matéria predeterminada de uma localização genética precisa que é desejada ser dividida, rotulada ou de outra forma alterada de alguma forma, por exemplo, metilação, empregando qualquer um do ácido nucléico ou do modificador da cromatina, visualização, entidades de ativação da transcrição ou de repressão da transcrição definidas aqui. A outra parte do componente do sistema é uma molécula de RNA que funciona como uma guia para orientar o Complexo em cascata da invenção à corrigir a localização no DNA ou RNA planejando ser modificado, cortado ou rotulado.[0055] The cascade complex with additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity defined and described above is a component part of an overall system of the invention that advantageously allows the user to select from a predetermined matter of a precise genetic location that it is desired to be split, labeled or otherwise altered in some way, e.g. methylation, employing any of the nucleic acid or chromatin modifiers, visualization, activating entities of transcription or transcriptional repression defined herein. The other component part of the system is an RNA molecule that functions as a guide to guide the Cascade Complex of the invention to correct the location in the DNA or RNA planned to be modified, cut or labeled.

[0056] O Complexo em cascata da invenção de preferência também compreende uma molécula de RNA que compreende uma sequência de ribonucleotídeo de pelo menos 50 % de identidade para uma sequência de ácido nucléico desejada alvo, e em que o complexo de proteína e a molécula de RNA formam um complexo de ribonucleoproteína. De preferência, o complexo de ribonucleoproteína se forma quando a molécula de RNA é hibridizada com sua sequência de ácido nucléico alvo planejada. O complexo de ribonucleoproteína se forma quando os componentes necessários da combinação da porção em Cascata funcional e a molécula de RNA e o ácido nucléico (DNA ou RNA) estão presentes juntos em condições fisiológicas adequadas, se in vivo ou in vitro. Sem querer ficar preso à qualquer teoria específica, os inventores acreditam que no contexto de dsDNA, DNA particularmente negativamente superenrolado, o Complexo em cascata associando-se com o dsDNA causa um desenrolamento parcial dos fitas duplas que em seguida permite ao RNA se associar com uma fita; o complexo de ribonucleoproteína total em seguida migra ao longo da fita do DNA até uma sequência alvo substancialmente complementar a pelo menos uma parte da sequência de RNA é atingida, ponto em que uma interação estável entre a fita de RNA e DNA ocorre, e a função da porção funcional produz efeito, se por meio de modificação, corte de nuclease ou etiquetagem do DNA naquela localização.[0056] The Cascade Complex of the invention preferably also comprises an RNA molecule that comprises a ribonucleotide sequence of at least 50% identity to a desired target nucleic acid sequence, and wherein the protein complex and the protein molecule RNA form a ribonucleoprotein complex. Preferably, the ribonucleoprotein complex forms when the RNA molecule is hybridized to its intended target nucleic acid sequence. The ribonucleoprotein complex forms when the necessary components of the combination of the functional Cascade portion and the RNA molecule and nucleic acid (DNA or RNA) are present together under suitable physiological conditions, whether in vivo or in vitro. Without wishing to be bound by any specific theory, the inventors believe that in the context of dsDNA, particularly negatively supercoiled DNA, the Cascade Complex associating with the dsDNA causes a partial unwinding of the double strands which then allows the RNA to associate with a ribbon; the total ribonucleoprotein complex then migrates along the DNA strand until a target sequence substantially complementary to at least a part of the RNA sequence is reached, at which point a stable interaction between the RNA strand and DNA occurs, and function of the functional portion takes effect, whether through modification, nuclease cleavage, or DNA tagging at that location.

[0057] Nas modalidades preferidas, uma parte da molécula de RNA tem pelo menos 50 % de identidade para a sequência de ácido nucléico alvo; mais de preferência pelo menos 95 % de identidade para a sequência alvo. Nas modalidades mais preferidas, a porte da molécula de RNA é substancialmente complementar ao longo do seu comprimento com a sequência de DNA alvo; isto é, existe apenas uma, dois, três, quatro ou cinco combinações malsucedidas que podem ser contíguas ou não contíguas. A molécula de RNA (ou sua parte) pode ter pelo menos 51 %, ou pelo menos 52 %, ou pelo menos 53 %, ou pelo menos 54 %, ou pelo menos 55 %, ou pelo menos 56 %, ou pelo menos 57 %, ou pelo menos 58 %, ou pelo menos 59 %, ou pelo menos 60 %, ou pelo menos 61 %, ou pelo menos 62 %, ou pelo %, ou o mínimo de 65 %, ou pelo %, ou pelo menos 68 %, ou pelo %, ou pelo menos 71 %, ou pelo %, ou pelo menos 74 %, ou pelo %, ou pelo menos 77 %, ou pelo %, ou pelo menos 80 %, ou pelo %, ou pelo menos 83 %, ou pelo %, ou pelo menos 86 %, ou pelo %, ou pelo menos 89 %, ou pelo %, ou pelo menos 92 %, ou pelo %, ou pelo menos 95 %, ou pelo menos 96 %, ou pelo menos 97 %, ou pelo menos 98 %, ou pelo menos 99 %, ou 100 % de identidade para a sequência alvo.[0057] In preferred embodiments, a portion of the RNA molecule has at least 50% identity to the target nucleic acid sequence; more preferably at least 95% identity to the target sequence. In the most preferred embodiments, the length of the RNA molecule is substantially complementary along its length to the target DNA sequence; that is, there is only one, two, three, four, or five unsuccessful combinations that may be contiguous or non-contiguous. The RNA molecule (or part thereof) can be at least 51%, or at least 52%, or at least 53%, or at least 54%, or at least 55%, or at least 56%, or at least 57 %, or at least 58%, or at least 59%, or at least 60%, or at least 61%, or at least 62%, or at least %, or at least 65%, or at least %, or at least 68%, or at least %, or at least 71%, or at least %, or at least 74%, or at least %, or at least 77%, or at least 80%, or at least %, or at least 83%, or at least %, or at least 86%, or at least 89%, or at least %, or at least 92%, or at least %, or at least 95%, or at least 96%, or at least 97%, or at least 98%, or at least 99%, or 100% identity to the target sequence.

[0058] O ácido nucléico alvo pode ser DNA (ss ou ds) ou RNA.[0058] The target nucleic acid can be DNA (ss or ds) or RNA.

[0059] Em outras modalidades preferidas, a molécula de RNA ou sua parte tem pelo menos 70 % de identidade com o ácido nucléico alvo. Em tais níveis de identidade, o ácido nucléico alvo é, de preferência, dsDNA.[0059] In other preferred embodiments, the RNA molecule or part thereof has at least 70% identity with the target nucleic acid. At such levels of identity, the target nucleic acid is preferably dsDNA.

[0060] A molécula de RNA deve, de preferência, requerer uma elevada especificidade e afinidade para a sequência de ácido nucléico alvo. Uma constante de dissociação (Kd) na faixa de 1 pM a 1 μM, de preferência 1 - 100 nM é desejável como determinado por meio de, de preferência, eletroforese de gel nativo, ou calorimetria de titulação alternativamente isotérmica, ressonância de plasma de superfície, ou os métodos de titulação com base na fluorescência. A afinidade pode ser determinada empregando um ensaio de desvio de mobilidade eletroforética (EMSA), também chamado ensaio de retardamento em gel (ver, Semenova E e outros, (2011) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 10098 - 10103).[0060] The RNA molecule should preferably require a high specificity and affinity for the target nucleic acid sequence. A dissociation constant (Kd) in the range of 1 pM to 1 µM, preferably 1 - 100 nM is desirable as determined by means of, preferably, native gel electrophoresis, or alternatively isothermal titration calorimetry, surface plasma resonance , or fluorescence-based titration methods. Affinity can be determined employing an electrophoretic mobility shift assay (EMSA), also called gel retardation assay (see, Semenova E et al., (2011) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 10098 - 10103 ) .

[0061] A molécula de RNA é, de preferência, modelada em que são conhecidos a partir da natureza nos procariotas como moléculas de RNA de CRISPR RNA (crRNA). A estrutura das moléculas de crRNA já está estabelecida e explicada de forma mais detalhada em Jore e outros, (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18:529 - 537. Em resumo, um crRNA maduro do tipo I-E é muitas vezes de 61 nucleotídeos de comprimento e consiste em um "puxador" da região 5’ de 8 nucleotídeos, a seqüência "espaçadora" de 32 nucleotídeos, e uma seqüência 3’ de 21 nucleotídeos que forma um grampo de cabelo com um circuito de tetranucleotídeo. De qualquer modo, o RNA empregado na invenção não tem de ser projetado rigorosamente para o plano do crRNA de ocorrência natural, se em comprimento, as regions ou as sequências específicas de RNA. O que é claro também, é que as moléculas de RNA para uso na invenção podem ser projetadas com base na informação de sequência de gene nos bases de dados públicas ou recentemente descobertas, e em seguida feitas artificialmente, por exemplo, por meio de síntese química no todo ou em parte. As moléculas de RNA da invenção também podem ser projetadas e produzidas por meio da forma de expressão nas células geneticamente modificadas ou sistemas de expressão livres de células e esta opção pode incluir a síntese de alguma ou de toda a sequência de RNA.[0061] The RNA molecule is preferably modeled on what are known from nature in prokaryotes as CRISPR RNA (crRNA) RNA molecules. The structure of crRNA molecules is already established and explained in more detail in Jore et al., (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18:529 - 537. In summary, a mature type I-E crRNA is often 61 nucleotides long. length and consists of an 8 nucleotide 5' region "pull", the 32 nucleotide "spacer" sequence, and a 21 nucleotide 3' sequence that forms a hairpin with a tetranucleotide loop. In any case, the RNA employed in the invention does not have to be rigorously designed to the plane of naturally occurring crRNA, whether in length, regions or specific RNA sequences. What is also clear is that RNA molecules for use in the invention can be designed on the basis of gene sequence information in public or newly discovered databases, and then made artificially, for example through chemical synthesis. in whole or in part. The RNA molecules of the invention can also be designed and produced by way of expression in genetically modified cells or cell-free expression systems and this option can include the synthesis of some or all of the RNA sequence.

[0062] A estrutura e os requisitos de crRNA também têm sido descritos em Semenova E e outros, (2011) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 10098 - 10103. Existe um parte assim chamada "SEED" formando a extremidade 5’ da sequência espaçadora e que está 5’ flanqueado também pelo 5’ puxador dos 8 nucleotídeos. Semenova e outros, (2011) têm constatado que todos os resíduos da sequência SEED devem ser complementares à sequência alvo, se bem que para o resíduo na posição 6, uma combinação mau-sucedida pode ser tolerada. Semelhantemente, quando a planejamento e a preparação de um componente do RNA de um complexo de ribonucleoproteína da invenção direcionada a uma localização alvo (isto é, sequência), a combinação necessária e as regras da combinação malsucedida para a sequência SEED podem ser aplicadas.[0062] The structure and requirements of crRNA have also been described in Semenova E et al., (2011) Proc. natl. academy Sci. USA 108: 10098 - 10103. There is a part so called "SEED" forming the 5' end of the spacer sequence and which is 5' flanked also by the 5' handle of the 8 nucleotides. Semenova et al. (2011) have found that all residues of the SEED sequence must be complementary to the target sequence, although for the residue at position 6, an unsuccessful combination can be tolerated. Similarly, when designing and preparing an RNA component of a ribonucleoprotein complex of the invention targeted to a target location (i.e., sequence), the necessary matching and unsuccessful matching rules for the SEED sequence can be applied.

[0063] A invenção por esse motivo inclui um método de detecção e/ou de localização de uma mudança única de base em uma molécula de ácido nucléico alvo compreendendo o contato de uma amostra de ácido nucléico com um complexo de ribonucleoproteína da invenção como descrito mais acima, ou com um Complexo em cascata e componente de RNA separado da invenção como descrito mais acima, e em que a seqüência do componente do RNA (incluindo quando no complexo de ribonucleoproteína) é de modo que se discrimina entre um alelo normal e um alelo mutante em virtude de uma mudança única de base na posição 6 de uma sequência contígua de 8 resíduos de nucleotídeo.[0063] The invention therefore includes a method of detecting and/or locating a single base change in a target nucleic acid molecule comprising contacting a nucleic acid sample with a ribonucleoprotein complex of the invention as described further above, or with a Cascade Complex and separate RNA component of the invention as described above, and wherein the sequence of the RNA component (including when in the ribonucleoprotein complex) is such that it discriminates between a normal allele and an allele mutant by virtue of a single base change at position 6 of a contiguous sequence of 8 nucleotide residues.

[0064] Nas modalidades da invenção, a molécula de RNA pode ter um comprimento na faixa de 35 a 75 resíduos. Nas modalidades preferidas, a porção do RNA que é complementar a e empregada para alvejar uma sequência de ácido nucléico desejada é de 32 ou de 33 resíduos de comprimento. (No contexto de um crRNA de ocorrência natural, isto corresponderia à parte espaçadora; como mostrado na Figura 1 de Semenova e outros, (2011)).[0064] In embodiments of the invention, the RNA molecule may have a length in the range of 35 to 75 residues. In preferred embodiments, the portion of the RNA that is complementary to and employed to target a desired nucleic acid sequence is 32 or 33 residues in length. (In the context of a naturally occurring crRNA, this would correspond to the spacer part; as shown in Figure 1 of Semenova et al., (2011)).

[0065] Um complexo de ribonucleoproteína da invenção pode adicionalmente ter um componente do RNA compreendendo 8 resíduos 5’ para a sequência de RNA a qual tem pelo menos complementaridade substancial à sequência alvo de ácido nucleico. (A sequência de RNA tendo pelo menos complementaridade substancial à sequência alvo de ácido nucléico seria entendida corresponder no contexto de um crRNA como sendo a sequência espaçadora. A 5’ sequência de flanqueamento do RNA seria considerada corresponder ao puxador 5’de um crRNA.[0065] A ribonucleoprotein complex of the invention may additionally have an RNA component comprising 8 residues 5' to the RNA sequence which has at least substantial complementarity to the target nucleic acid sequence. (The RNA sequence having at least substantial complementarity to the nucleic acid target sequence would be understood to correspond in the context of a crRNA as being the spacer sequence. The 5' flanking sequence of the RNA would be considered to correspond to the 5' handle of a crRNA.

[0066] Isto é mostrado na Figura 1 de Semenova e outros, (2011)).[0066] This is shown in Figure 1 of Semenova et al., (2011)).

[0067] Um complexo de ribonucleoproteína da invenção pode ter uma 3’ sequência de formação de circuito de tetranucleotídeo e grampo de cabelo para a sequência de RNA a qual tem pelo menos complementaridade substancial à sequência alvo do DNA. (No contexto de crRNA, isto corresponderia a um flanqueamento do puxador 3’ da sequência espaçadora como mostrado na Figura 1 de Semenova e outros, (2011)).[0067] A ribonucleoprotein complex of the invention may have a 3' tetranucleotide loop-forming and hairpin sequence to the RNA sequence which has at least substantial complementarity to the target DNA sequence. (In the context of crRNA, this would correspond to a flanking 3' handle of the spacer sequence as shown in Figure 1 of Semenova et al., (2011)).

[0068] Em algumas modalidades, o RNA pode ser um RNA de CRISPR (crRNA).[0068] In some embodiments, the RNA may be a CRISPR RNA (crRNA).

[0069] Os complexos e as proteínas em Cascata da invenção podem ser caracterizados in vitro nos termos de sua atividade de associação com o componente de guia do RNA para formar um complexo de ribonucleoproteína na presença do ácido nucléico alvo (que pode ser DNA ou RNA). Um ensaio de desvio de mobilidade eletroforética (EMSA) pode ser empregado como um ensaio funcional para a interação dos complexos da invenção com seus alvos de ácido nucléico. Basicamente, o complexo de porção em Cascata funcional da invenção é misturado com os alvos de ácido nucléico e a interação estável do complexo de porção em Cascata funcional é monitorado por meio de EMSA ou por meio de leitura específica da porção funcional, por exemplo, clivagem endonucleolítica de DNA alvo no local desejado. Isto pode ser determinado por meio de outra análise de comprimentos de fragmento de restrição empregando as enzimas comercialmente disponíveis com as especificidades conhecidas e os locais de clivagem em uma molécula de DNA alvo.[0069] The complexes and Cascade proteins of the invention can be characterized in vitro in terms of their activity of associating with the guide component of the RNA to form a ribonucleoprotein complex in the presence of the target nucleic acid (which can be DNA or RNA ). An electrophoretic mobility shift assay (EMSA) can be employed as a functional assay for the interaction of the complexes of the invention with their nucleic acid targets. Basically, the functional Cascade moiety complex of the invention is mixed with the nucleic acid targets and the stable interaction of the functional Cascade moiety complex is monitored by means of EMSA or by means of specific reading of the functional moiety, e.g. cleavage endonucleolysis of target DNA at the desired location. This can be determined by further analysis of restriction fragment lengths employing commercially available enzymes with known specificities and cleavage sites on a target DNA molecule.

[0070] A visualização da ligação dos complexos e proteínas em Cascata da invenção para o DNA ou o RNA na presença de RNA guia pode ser obtida empregando imageamento de microscópio de força atômica/varredura (SFM/AFM) e isto pode fornecer um ensaio para a presença de complexos funcionais da invenção.[0070] Visualization of the binding of the Cascade complexes and proteins of the invention to DNA or RNA in the presence of guide RNA can be obtained employing atomic force/scanning microscope (SFM/AFM) imaging and this can provide an assay for the presence of functional complexes of the invention.

[0071] A invenção também fornece uma molécula de ácido nucléico codificando pelo menos uma subunidade de proteína associada a repetição palindrômica curta agrupada e regularmente espaçada (CRISPR) selecionada a partir de: uma subunidade Cse1 tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 1 ou uma sequência de pelo menos 9 % de identidade a partir desta; uma subunidade Cse2 tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 2 ou uma sequência de pelo menos 20 % de identidade a partir desta; uma subunidade Cas7 tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 3 ou uma sequência de pelo menos 18 % de identidade a partir desta; uma subunidade Cas5 tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 4 ou uma sequência de pelo menos 17 % de identidade a partir desta; uma subunidade Cas6 tendo uma sequência de aminoácido de SEQ ID #No. 5 ou uma sequência de pelo menos 16 % de identidade a partir desta; e em que pelo menos a, b, c, d ou e inclui uma sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição.[0071] The invention also provides a nucleic acid molecule encoding at least one regularly-spaced clustered short palindromic repeat (CRISPR) associated protein subunit selected from: a Cse1 subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 1 or a sequence of at least 9% identity therefrom; a Cse2 subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 2 or a sequence of at least 20% identity therefrom; a Cas7 subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 3 or a sequence of at least 18% identity therefrom; a Cas5 subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 4 or a sequence of at least 17% identity therefrom; a Cas6 subunit having an amino acid sequence of SEQ ID #No. 5 or a sequence of at least 16% identity therefrom; and wherein at least a, b, c, d or e includes an additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity.

[0072] A sequência de aminoácido adicional tendo o ácido nucléico ou o modificador da cromatina, visualização, ativação da transcrição ou atividade da repressão da transcrição é, de preferência, fundida à subunidade de proteína associada a CRISPR.[0072] The additional amino acid sequence having the nucleic acid or chromatin modifier, visualization, transcriptional activation or transcriptional repression activity is preferably fused to the CRISPR-associated protein subunit.

[0073] Nos ácidos nucleicos da invenção definidos acima, a sequência de nucleotídeos pode ser aquela que codifica as respectivas SEQ ID #No. 1, SEQ ID #No. 2, SEQ ID #No. 3, SEQ ID #No. 4 ou SEQ ID #No. 5, ou na definição da faixa das sequência variantes também, pode ser uma sequência hibridizável para aquela sequência de nucleotídeos, de preferência, sob condições rigorosas, mais de preferência condições de severidade muito elevadas. Uma variedade de condições de rigorosa hibridização deve ser familiar para o leitor versado na matéria. A hibridização de uma molécula de ácido nucléico ocorre quando duas moléculas complementar de ácidos nucleicos suportam uma quantidade de ligação de hidrogênio entre si conhecida como emparelhamento da base Watson-Crick. A severidade da hibridização pode variar de acordo com as condições ambientais (isto é, química/física/biológica) circundando os ácidos nucleicos, temperatura, a natureza do método de hibridização, e a composição e comprimento das moléculas de ácidos nucleicos empregados. Os cálculos quanto às condições de hibridização necessários para alcançar os graus específicos de severidade são descritos em Sambrook e outros, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 2001); e Tijssen, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology - Hybridization with Nucleic Acid Probes, Parte I, Capítulo 2 (Elsevier, New York, 1993). A Tm é a temperatura em que 50 % de uma dada fita de uma molécula de ácido nucléico é hibridizada para sua fita complementar. A seguir está um conjunto exemplar de condições de hibridização e não é limitante: Severidade muito elevada (leva em conta a sequência que partilha pelo menos 90 % de identidade para hibridizar) Hibridização:5 x SSC a 65 °C durante 16 horas Lavar duas vezes:2 x SSC em temperatura ambiente (RT) durante 15 minutos cada Lavar duas vezes:0,5x SSC a 65 °C durante 20 minutos cada Severidade elevada (leva em conta a sequência que partilha pelo menos 80 % de identidade para hibridizar) Hibridização:5x-6x SSC a 65 °C a 70 °C durante 16 a 20 horas Lavar duas vezes:2x SSC em RT durante 5 a 20 minutos cada Lavar duas vezes:1x SSC a 55 °C a 70 °C durante 30 minutos cada Baixa severidade (leva em conta a sequência que partilha pelo menos 50 % de identidade para hibridizar) Hibridização:6x SSC em RT a 55 °C durante 16 - 20 horas Lavar pelo menos duas vezes:2x-3x SSC em RT a 55 °C durante 20 a 30 minutos cada.[0073] In the nucleic acids of the invention defined above, the nucleotide sequence may be that which encodes the respective SEQ ID #No. 1, SEQ ID #No. 2, SEQ ID #No. 3, SEQ ID #No. 4 or SEQ ID #No. 5, or in the definition of the range of sequence variants as well, may be a sequence hybridizable to that nucleotide sequence, preferably under stringent conditions, more preferably very high stringency conditions. A variety of stringent hybridization conditions should be familiar to the skilled reader. Hybridization of a nucleic acid molecule occurs when two complementary nucleic acid molecules support an amount of hydrogen bonding to each other known as Watson-Crick base pairing. The stringency of hybridization may vary depending on the environmental conditions (i.e., chemical/physical/biological) surrounding the nucleic acids, temperature, the nature of the hybridization method, and the composition and length of the nucleic acid molecules employed. Calculations for the hybridization conditions necessary to achieve specific degrees of stringency are described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 2001); and Tijssen, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology - Hybridization with Nucleic Acid Probes, Part I, Chapter 2 (Elsevier, New York, 1993). Tm is the temperature at which 50% of a given strand of a nucleic acid molecule is hybridized to its complementary strand. The following is an exemplary and non-limiting set of hybridization conditions: Very high stringency (takes into account the sequence that shares at least 90% identity to hybridize) Hybridization: 5 x SSC at 65°C for 16 hours Wash twice :2 x SSC at room temperature (RT) for 15 minutes each Wash twice: 0.5x SSC at 65°C for 20 minutes each High Severity (takes into account sequence sharing at least 80% identity to hybridize) Hybridization :5x-6x SSC at 65°C to 70°C for 16 to 20 hours Wash twice: 2x SSC at RT for 5 to 20 minutes each Wash twice: 1x SSC at 55°C to 70°C for 30 minutes each Low stringency (takes into account sequence sharing at least 50% identity to hybridize) Hybridization: 6x SSC in RT at 55°C for 16 - 20 hours Wash at least twice: 2x-3x SSC in RT at 55°C for 20 to 30 minutes each.

[0074] A molécula de ácido nucléico pode ser uma molécula de ácido nucléico isolado e pode ser um molécula de RNA ou um DNA.[0074] The nucleic acid molecule may be an isolated nucleic acid molecule and may be an RNA molecule or a DNA molecule.

[0075] A sequência de aminoácido adicional pode ser selecionada a partir de uma helicase, uma nuclease, uma nuclease-helicase (por exemplo, Cas3), uma metiltransferase de DNA (por exemplo, Dam), uma desmetilase de DNA, uma histona metiltransferase, uma histona desmetilase, uma acetilase, uma deacetilase, uma fosfatase, uma cinase, um (co-)ativador de transcrição, uma subnidade de RNA polimerase, um repressor de transcrição, uma proteína de ligação de DNA, uma proteína de estruturação de DNA, uma proteína marcadora, uma proteína repórter, uma proteína fluorescente, uma proteína de ligação do ligando (por exemplo, mCherry ou uma proteína de ligação de metal pesado), um peptídeo sinal (por exemplo, sequência de sinal- Tat), uma sequência de localização subcelular (por exemplo, sequência de localização nuclear), ou um epítopo do anticorpo. A sequência de aminoácido adicional pode ser, ou de uma proteína diferente do organismo cujo subunidade(s) de proteína em Cascata relevante são derivadas.[0075] The additional amino acid sequence can be selected from a helicase, a nuclease, a nuclease helicase (eg Cas3), a DNA methyltransferase (eg Dam), a DNA demethylase, a histone methyltransferase , a histone demethylase, an acetylase, a deacetylase, a phosphatase, a kinase, a transcriptional (co-)activator, a subunit of RNA polymerase, a transcriptional repressor, a DNA binding protein, a DNA structuring protein , a marker protein, a reporter protein, a fluorescent protein, a ligand-binding protein (e.g., mCherry or a heavy metal binding protein), a signal peptide (e.g., signal sequence-Tat), a sequence of subcellular localization (e.g., nuclear localization sequence), or an epitope of the antibody. The additional amino acid sequence may be from, or from a protein other than the organism from which the relevant Cascade protein subunit(s) are derived.

[0076] A invenção inclui um vetor de expressão compreendendo uma molécula de ácido nucléico como definido mais acima. Um vetor de expressão pode conter a sequência de nucleotídeos codificando uma subunidade única de proteína em Cascata e também a sequência de nucleotídeos codificando a sequência de aminoácido adicional, de acordo com a qual na expressão a subunidade e a sequência adicional são fundidas. Outros vetores de expressão podem compreender as sequências de nucleotídeos codificando apenas uma ou mais subunidades de proteína em Cascata que não são fundidas a qualquer sequência de aminoácido adicional.[0076] The invention includes an expression vector comprising a nucleic acid molecule as defined above. An expression vector may contain the nucleotide sequence encoding a single Cascade protein subunit and also the nucleotide sequence encoding the additional amino acid sequence, whereby in expression the subunit and the additional sequence are fused. Other expression vectors may comprise nucleotide sequences encoding only one or more Cascade protein subunits that are not fused to any additional amino acid sequence.

[0077] A sequência de aminoácido adicional com o ácido nucléico ou a atividade modificadora da cromatina pode ser fundida a qualquer uma das subunidades em Cascata através deum polipeptídeo ligador. O ligador pode ser de qualquer comprimento até cerca de 60 ou até cerca de 100 resíduos de aminoácido. De preferência, o ligador tem um número de aminoácidos na faixa de 10 a 60, mais de preferência de 10 a 20. Os aminoácidos são, de preferência aminoácidos polares e/ou pequenos e/ou carregados (por exemplo, Gln, Ser, Thr, Pro, Ala, Glu, Asp, Lys, Arg, His, Asn, Cys, Tyr). O peptídeo ligador é, de preferência, projetado para se obter o posicionamento e o espaçamento correto da porção funcional fundida e a subunidade de em Cascata para a qual a porção é fundida para permitir a interação apropriada com o nucleotídeo alvo.[0077] Additional amino acid sequence with nucleic acid or chromatin modifying activity can be fused to any of the Cascade subunits via a linker polypeptide. The linker can be of any length up to about 60 or up to about 100 amino acid residues. Preferably, the linker has a number of amino acids in the range from 10 to 60, more preferably from 10 to 20. The amino acids are preferably polar and/or small and/or charged amino acids (e.g. Gln, Ser, Thr , Pro, Ala, Glu, Asp, Lys, Arg, His, Asn, Cys, Tyr). The linker peptide is preferably designed to achieve the correct placement and spacing of the fused functional portion and the Cascade subunit to which the portion is fused to allow proper interaction with the target nucleotide.

[0078] Um vetor de expressão da invenção (com ou sem a sequência de nucleotídeos codificando resíduos de aminoácido que na expressão devem ser fundidos a uma subunidade de proteína em Cascata) também pode compreender uma sequência codificando uma molécula de RNA como definido mais acima. Por conseguinte, tais vetores de expressão podem ser empregados em um hospedeiro apropriado para gerar uma ribonucleoproteína da invenção que pode atingir uma sequência de nucleotídeos desejada.[0078] An expression vector of the invention (with or without the nucleotide sequence encoding amino acid residues which in expression must be fused to a Cascade protein subunit) may also comprise a sequence encoding an RNA molecule as defined above. Accordingly, such expression vectors can be employed in an appropriate host to generate a ribonucleoprotein of the invention that can target a desired nucleotide sequence.

[0079] Desse modo, a invenção, da mesma forma, fornece um método de modificação, visualização, ou ativação ou transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo compreendendo o contato do ácido nucléico com um complexo de ribonucleoproteína como definido mais acima. A modificação pode ser por meio de clivagem do ácido nucléico ou ligação ao mesmo.[0079] Accordingly, the invention likewise provides a method of modifying, visualizing, or activating or transcribing the repression of a target nucleic acid comprising contacting the nucleic acid with a ribonucleoprotein complex as defined above. The modification may be by means of cleavage of the nucleic acid or binding thereto.

[0080] A invenção, da mesma forma, inclui um método de modificação, visualização, ou ativação ou transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo compreendendo o contato do ácido nucléico com um Complexo de proteína em cascata como definido mais acima, mais uma molécula de RNA como definido mais acima.[0080] The invention likewise includes a method of modifying, visualizing, or activating or transcribing the repression of a target nucleic acid comprising contacting the nucleic acid with a Protein Cascade Complex as defined above, plus a molecule of RNA as defined above.

[0081] De acordo com os métodos acima, a modificação, visualização, ou ativação ou transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo pode, por esse motive, ser realizada in vitro e em um ambiente livre de célula; isto é, o método é realizado como uma reação bioquímica se livre na solução ou se envolvendo uma fase sólida. O ácido nucléico alvo pode ser ligado a uma fase sólida, por exemplo.[0081] According to the above methods, the modification, visualization, or activation or transcription of the repression of a target nucleic acid can, therefore, be carried out in vitro and in a cell-free environment; that is, the method is performed as a biochemical reaction whether free in solution or involving a solid phase. The target nucleic acid can be bound to a solid phase, for example.

[0082] Em um ambiente livre de célula, a ordem de adição de cada um dos ácidos nucleicos alvo, o Complexo de proteína em cascata e a molécula de RNA está na opção do perito versado médio. Os três componentes podem ser adicionados simultaneamente, sequencialmente em qualquer ordem desejada, ou separadamente em diferentes momentos e em uma ordem desejada. Deste modo, é possível para o ácido nucléico alvo e o RNA serem adicionados simultaneamente a uma mistura da reação e então o Complexo de proteína em cascata da invenção a ser adicionado separadamente e mais tarde em uma sequência das etapas do método específico.[0082] In a cell-free environment, the order of addition of each of the target nucleic acids, the Protein Cascade Complex and the RNA molecule is at the option of the average versed expert. The three components can be added simultaneously, sequentially in any desired order, or separately at different times and in a desired order. In this way, it is possible for the target nucleic acid and RNA to be added simultaneously to a reaction mixture and then the Protein Cascade Complex of the invention to be added separately and later in a sequence of specific method steps.

[0083] A modificação, visualização, ou ativação ou transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo pode ser feita in situ em uma célula, se uma célula isolada ou como parte de um tecido multicelular, órgão ou organismo. Por esse motivo no contexto todo o tecido e os órgãos, e no contexto de um organismo, o método pode ser realizado in vivo ou pode ser realizado por meio do isolamento de uma célula de todo o tecido, órgão ou organismo e então retornando a célula tratada com o complexo de ribonucleoproteína para seu local formador, ou um local diferente, se dentro do mesmo ou um diferente organismo. Deste modo, o método incluiria aloenxertos, autoenxertos, isoenxertos e xenoenxertos.[0083] The modification, visualization, or repression activation or transcription of a target nucleic acid can be done in situ in a cell, whether an isolated cell or as part of a multicellular tissue, organ, or organism. For this reason in the whole tissue and organ context, and in the context of an organism, the method can be performed in vivo or it can be performed by isolating a cell from the entire tissue, organ or organism and then returning the cell treated with the ribonucleoprotein complex to its forming site, or a different site, whether within the same or a different organism. Thus, the method would include allografts, autografts, isografts and xenografts.

[0084] Nestas modalidades, o complexo de ribonucleoproteína ou o Complexo de proteína em cascata da invenção requerem uma forma apropriada de liberação na célula, que deve ser bem conhecido pelas pessoas de versatilidade na técnica, incluindo microinjeção, se no citoplasma da célula ou no núcleo.[0084] In these embodiments, the ribonucleoprotein complex or protein cascade complex of the invention requires an appropriate form of delivery into the cell, which should be well known to persons of versatility in the art, including microinjection, whether into the cytoplasm of the cell or into the core.

[0085] Da mesma forma, quando presente separadamente, a molécula de RNA requer uma forma apropriada de liberação em uma célula, se simultaneamente, separadamente ou sequencialmente com o Complexo de proteína em cascata. Tais formas de introdução de RNA nas células são bem conhecidas por uma pessoa de versatilidade na técnica e pode incluir liberação in vitro ou ex vivo através dos métodos convencionais de transfecção. Os métodos físicos, tais como, a microinjeção e a eletroporação, assim como, a co-precipitação de cálcio, e os lipídeos e os polímeros catiônicos comercialmente disponíveis, e os peptídeos de penetração na célula, as partículas de penetração na célula (pistola de gene) podem ser cada uma empregadas. Por exemplo, as viroses podem ser empregadas como veículos de liberação, se para o citoplasma e/ou núcleo - por exemplo, através da fusão (reversível) do Complexo de proteína em cascata da invenção ou um complexo de ribonucleoproteína da invenção com a partícula viral. A liberação viral (por exemplo, liberação de adenovírus) ou a liberação mediada pela Agrobacterium podem ser empregadas.[0085] Likewise, when present separately, the RNA molecule requires an appropriate form of release into a cell, whether simultaneously, separately or sequentially with the Cascade Protein Complex. Such ways of introducing RNA into cells are well known to one of versatility in the art and may include in vitro or ex vivo delivery via conventional transfection methods. Physical methods, such as microinjection and electroporation, as well as calcium co-precipitation, and commercially available lipids and cationic polymers, and cell-penetrating peptides, cell-penetrating particles ( gene) can each be employed. For example, viruses can be employed as delivery vehicles, whether to the cytoplasm and/or nucleus - for example, through (reversible) fusion of the Protein Cascade Complex of the invention or a ribonucleoprotein complex of the invention with the viral particle. . Viral release (eg, adenovirus release) or Agrobacterium-mediated release may be employed.

[0086] A invenção, da mesma forma, inclui um método de modificação visualização, ou ativação ou transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo em uma célula, compreendendo transfecção, transformação ou transdução da célula com qualquer um dos vetores de expressão como descrito mais acima. Os métodos de transfecção, transformação ou transducção são dos tipos bem conhecido por uma pessoa de versatilidade na técnica. Onde existe um vetor de expressão empregado para gerar a expressão de um Complexo em cascata da invenção e quando o RNA é adicionado diretamente à célula então o mesmo ou um diferente método de transfecção, de transformação ou de transdução pode ser empregado. Semelhantemente, quando existe um vetor de expressão sendo empregado para gerar a expressão de um complexo de fusão em Cascata funcional da invenção e quando outro vetor de expressão está sendo empregado para gerar o RNA in situ através da expressão, e em seguida o mesmo ou um diferente método de transfecção, de transformação ou de transdução pode ser empregado.[0086] The invention likewise includes a method of modifying, visualizing, or activating or transcribing the repression of a target nucleic acid in a cell, comprising transfecting, transforming or transducing the cell with any of the expression vectors as described further above. Transfection, transformation or transduction methods are of the types well known to one of versatility in the art. Where there is an expression vector employed to generate the expression of a Cascade Complex of the invention and where the RNA is added directly to the cell then the same or a different method of transfection, transformation or transduction may be employed. Similarly, when there is an expression vector being employed to generate expression of a functional Cascade fusion complex of the invention and when another expression vector is being employed to generate the RNA in situ through expression, and then either the same or a different method of transfection, transformation or transduction may be employed.

[0087] Em outras modalidades, o mRNA codificando o Complexo em cascata da invenção é introduzido em uma célula a fim de que o Complexo em cascata seja expresso na célula. O RNA que guia o Complexo em cascata para a sequência alvo desejada também é introduzido na célula, se simultaneamente, separadamente ou sequencialmente do mRNA, de modo que o complexo de ribonucleoproteína necessário é formado na célula.[0087] In other embodiments, the mRNA encoding the Cascade Complex of the invention is introduced into a cell in order for the Cascade Complex to be expressed in the cell. The RNA that guides the Cascade Complex to the desired target sequence is also introduced into the cell, whether simultaneously, separately or sequentially from the mRNA, so that the required ribonucleoprotein complex is formed in the cell.

[0088] Nos métodos acima mencionados de modificação ou de visualização de um ácido nucléico alvo, a sequência de aminoácido adicional pode ser um marcador e o marcador de associa com o ácido nucléico alvo; de preferência, onde o marcador é uma proteína; opcionalmente uma proteína fluorescente, por exemplo, proteína fluorescente verde (GFP) ou proteína fluorescente amarela (YFP) ou mCherry. Se in vitro, ex vivo ou in vitro, e em seguida os métodos da invenção podem ser empregados para visualizar diretamente uma localização alvo em uma molécula de ácido nucléico, de preferência na forma de uma estrutura de ordem superior, tal como, um cromossoma ou plasmídeo superenrolado, ou um ácido nucléico alvo de fita única, tal como, mRNA. A visualização direta de uma localização pode empregar a micrografia eletrônica, ou a microscopia de fluorescência.[0088] In the aforementioned methods of modifying or visualizing a target nucleic acid, the additional amino acid sequence may be a tag and the tag associates with the target nucleic acid; preferably, where the marker is a protein; optionally a fluorescent protein, for example green fluorescent protein (GFP) or yellow fluorescent protein (YFP) or mCherry. Whether in vitro, ex vivo or in vitro, then the methods of the invention can be employed to directly visualize a target location on a nucleic acid molecule, preferably in the form of a higher order structure, such as a chromosome or supercoiled plasmid, or a single-stranded target nucleic acid such as mRNA. Direct visualization of a location can employ electron micrography, or fluorescence microscopy.

[0089] Outras espécies de rótulo podem ser empregadas para marcar o ácido nucléico alvo incluindo as moléculas corantes orgânicas, radiorótulos e rótulos de movimento giratório que podem ser moléculas pequenas.[0089] Other label species can be employed to tag the target nucleic acid including organic dye molecules, radiolabels and spinner labels which can be small molecules.

[0090] Nos métodos da invenção descritos acima, o ácido nucléico alvo é DNA; de preferência dsDNA se bem que o alvo pode ser RNA; de preferência mRNA.[0090] In the methods of the invention described above, the target nucleic acid is DNA; preferably dsDNA although the target may be RNA; preferably mRNA.

[0091] Nos métodos da invenção para a modificação, a visualização, a transcrição da ativação ou a transcrição da repressão de um ácido nucléico alvo em que o ácido nucléico alvo é dsDNA, a sequência de aminoácido adicional com o ácido nucléico ou a atividade modificadora da cromatina pode ser uma nuclease ou uma helicase-nuclease, e a modificação é, de preferência, uma ruptura de fita única ou de fita dupla em uma localização desejada. Nesta forma o corte específico de sequência única de DNA pode ser planejado por meio do uso dos complexos de porção em Cascata funcional. A sequência escolhida do componente do RNA do complexo final de ribonucleoproteína fornece a especificidade da sequência desejada para a ação da sequência de aminoácido adicional.[0091] In the methods of the invention for the modification, visualization, transcription of activation or transcription of repression of a target nucleic acid wherein the target nucleic acid is dsDNA, the additional amino acid sequence with the nucleic acid or the modifying activity of the chromatin may be a nuclease or a helicase nuclease, and the modification is preferably a single-stranded or double-stranded break at a desired location. In this form the specific cut of a single DNA sequence can be designed through the use of the functional Cascade portion complexes. The chosen sequence of the RNA component of the final ribonucleoprotein complex provides the desired sequence specificity for the action of the additional amino acid sequence.

[0092] Por esse motivo, a invenção, da mesma forma, fornece um método de união da extremidade não homóloga de uma molécula de dsDNA em uma célula em uma localização desejada para remover pelo menos uma parte de uma sequência de nucleotídeo da molécula de dsDNA; opcionalmente para tornar inoperante a função de um gene ou genes, em que o método compreende a preparação de rupturas de fitas duplas empregando qualquer um dos métodos de modificação de um ácido nucléico alvo como descrito mais acima.[0092] For that reason, the invention likewise provides a method of joining the non-homologous end of a dsDNA molecule in a cell at a desired location to remove at least a part of a nucleotide sequence from the dsDNA molecule ; optionally to render inoperative the function of a gene or genes, wherein the method comprises preparing double-stranded breaks employing any of the methods of modifying a target nucleic acid as described above.

[0093] A invenção, da mesma forma, fornece um método de recombinação homóloga de um ácido nucléico em uma molécula de dsDNA em uma célula em uma localização desejada a fim de modificar uma sequência de nucleotídeo existentes ou inserir uma sequência de nucleotídeo desejadas, em que o método compreende a preparação de uma ruptura de fita única ou dupla na localização desejada empegando qualquer um dos métodos de modificação de um ácido nucléico alvo como descrito mais acima.[0093] The invention likewise provides a method of homologous recombination of a nucleic acid into a dsDNA molecule in a cell at a desired location in order to modify an existing nucleotide sequence or insert a desired nucleotide sequence, into that the method comprises preparing a single or double stranded break at the desired location by employing any of the methods of modifying a target nucleic acid as described above.

[0094] A invenção por esse motivo, da mesma forma, fornece um método de modificação, ativação ou de repressão da expressão de gene em um organismo compreendendo modificação, transcrição da ativação ou transcrição da repressão de uma sequência de ácido nucléico alvo de acordo com qualquer um dos métodos descritos mais acima, onde o ácido nucléico é dsDNA e a porção funcional é selecionada a partir de uma enzima de modificação de DNA (por exemplo, uma desmetilase ou deacetilase), um ativador de transcrição ou um repressor de transcrição.[0094] The invention therefore likewise provides a method of modifying, activating or repressing gene expression in an organism comprising modifying, activating transcription or repressing transcription of a target nucleic acid sequence in accordance with any of the methods described above, where the nucleic acid is dsDNA and the functional portion is selected from a DNA modifying enzyme (e.g., a demethylase or deacetylase), a transcriptional activator, or a transcriptional repressor.

[0095] A invenção adicionalmente fornece um método de modificação, ativação ou de repressão da expressão de gene em um organismo compreendendo modificação, transcrição da ativação ou transcrição da repressão de uma sequência de ácido nucléico alvo de acordo com qualquer um dos métodos descritos mais acima, onde o ácido nucléico é um mRNA e a porção funcional é uma ribonuclease; opcionalmente selecionada a partir de uma endonuclease, uma exonuclease 3’ ou uma exonuclease 5’.[0095] The invention further provides a method of modifying, activating or repressing gene expression in an organism comprising modifying, activating transcription or repressing transcription of a target nucleic acid sequence according to any of the methods described above , where the nucleic acid is an mRNA and the functional moiety is a ribonuclease; optionally selected from an endonuclease, a 3' exonuclease or a 5' exonuclease.

[0096] Em qualquer um dos métodos da invenção como descrito acima, a célula que é submetida ao método pode ser um procariota. Semelhantemente, a célula pode ser uma célula eucariótica, por exemplo, uma célula de vegetal, uma célula de inseto, uma célula de levedura, uma célula de fungo, uma célula de mamífero ou uma célula de humano. Quando a célula é de um mamífero ou humano então pode ser uma célula-tronco (mas não pode ser qualquer célula-tronco embriônica humana). Tais células-tronco para uso na invenção são, de preferência, células-tronco isoladas. Opcionalmente de acordo com qualquer método a invenção uma célula é transfectada in vitro.[0096] In any of the methods of the invention as described above, the cell that is subjected to the method may be a prokaryote. Similarly, the cell may be a eukaryotic cell, for example, a plant cell, an insect cell, a yeast cell, a fungus cell, a mammalian cell, or a human cell. When the cell is from a mammal or human then it can be a stem cell (but it cannot be any human embryonic stem cell). Such stem cells for use in the invention are preferably isolated stem cells. Optionally according to any method of the invention a cell is transfected in vitro.

[0097] De preferência também, em qualquer um dos métodos da invenção, o ácido nucléico alvo tem uma estrutura terciária específica, opcionalmente superenrolada, mais de preferência onde o ácido nucléico alvo é negativamente superenrolado. Vantajosamente, os complexos de ribonucleoproteínas da invenção, se produzidos in vitro, ou se formados dentro das células, ou se formados dentro das células através do maquinário de expressão da célula, podem ser empregados para atingir uma localização que deve, de outra forma, ser difícil de obter acesso a fim de aplicar a atividade funcional de um componente desejado, se a rotulação ou a etiquetagem de uma sequência específica, modificação da estrutura do ácido nucléico, ligando ou se desligando da expressão de gene, ou da modificação da própria sequência alvo envolvendo o corte de fita única ou dupla seguido pela inserção de um ou mais resíduos de nucleotídeo ou um cassete.[0097] Preferably also, in any of the methods of the invention, the target nucleic acid has a specific tertiary structure, optionally supercoiled, more preferably where the target nucleic acid is negatively supercoiled. Advantageously, the ribonucleoprotein complexes of the invention, if produced in vitro, or if formed within cells, or if formed within cells via the cell's expression machinery, can be employed to target a location that must otherwise be difficult to gain access to in order to apply the functional activity of a desired component, whether labeling or tagging a specific sequence, modifying the nucleic acid structure, turning on or off gene expression, or modifying the target sequence itself involving single- or double-stranded cutting followed by the insertion of one or more nucleotide residues or a cassette.

[0098] A invenção, da mesma forma, inclui uma composição farmacêutica compreendendo um Complexo de proteína em cascata ou um complexo de ribonucleoproteína da invenção como descrito mais acima.[0098] The invention likewise includes a pharmaceutical composition comprising a Cascade Protein Complex or a ribonucleoprotein complex of the invention as described above.

[0099] A invenção também inclui uma composição farmacêutica compreendendo um ácido nucléico isolado ou um vetor de expressão da invenção como descrito mais acima.[0099] The invention also includes a pharmaceutical composition comprising an isolated nucleic acid or expression vector of the invention as described above.

[00100] Da mesma forma, é fornecido um kit compreendendo um Complexo de proteína em cascata da invenção como descrito mais acima mais uma molécula de RNA da invenção como descrito mais acima.[00100] Likewise, there is provided a kit comprising a Protein Cascade Complex of the invention as described above plus an RNA molecule of the invention as described above.

[00101] A invenção inclui um Complexo de proteína em cascata ou um complexo de ribonucleoproteína ou um ácido nucléico ou um vetor, como descrito mais acima para uso como um medicamento.[00101] The invention includes a cascading protein complex or a ribonucleoprotein complex or a nucleic acid or a vector as described above for use as a medicament.

[00102] A invenção permite uma variedade de possibilidades de fisicamente alterar o DNA dos hospedeiros procarióticos ou eucarióticos em uma localização genômica específica, ou alterar os padrões de expressão de um gene em uma determinada localização. O DNA genômico do hospedeiro pode ser dividido ou modificado por meio de metilação, visualizado por meio de fluorescência, transcricionalmente ativado ou reprimido por meio de domínios funcionais, tais como, nucleases, metilases, proteínas fluorescentes, ativadores de transcrição ou repressores respectivamente, fundidos as subunidades em Cascata adequadas. Além do mais, a capacidade de ligação do RNA ao RNA administrado de em Cascata permite o monitoramento do tráfego de RNA nas células vivas empregando as proteínas de fusão em Cascata fluorescente, e fornece as formas de isolar ou de destruir os mRNAs hospedeiros causando interferência com os níveis de expressão de gene de uma célula hospedeira.[00102] The invention allows for a variety of possibilities to physically alter the DNA of prokaryotic or eukaryotic hosts at a specific genomic location, or alter the expression patterns of a gene at a given location. The host's genomic DNA can be split or modified through methylation, visualized by means of fluorescence, transcriptionally activated or repressed through functional domains, such as nucleases, methylases, fluorescent proteins, transcriptional activators or repressors respectively, fused to suitable Cascade subunits. Furthermore, the ability of RNA to bind to administered RNA Cascade allows monitoring of RNA traffic in living cells employing the fluorescent Cascade fusion proteins, and provides ways to isolate or destroy host mRNAs causing interference with the gene expression levels of a host cell.

[00103] Em qualquer um dos métodos da invenção, o ácido nucléico alvo pode ser definido, de preferência assim sendo dsDNA, pela presença de pelo menos um dos tripletos de nucleotídeo que seguem: 5’-CTT-3’, 5’-CAT-3’, 5’-CCT-3’, ou 5’-CTC-3’ (ou 5’-CUU-3’, 5’-CAU-3’, 5’-CCU-3’, ou 5’-CTC-3’ se o alvo é um RNA). O local do tripleto está na fita alvo adjacente à sequência com o qual o componente da molécula de RNA de uma ribonucleoproteína da invenção se hibridiza. O tripleto marca o ponto na sequência de fita alvo em que o emparelhamento da base com o componente da molécula de RNA da ribonucleoproteína não tem lugar em uma direção 5’ a 3’ (a jusante) do alvo (embora toma lugar a montante da sequência alvo a partir desse ponto submetido ao comprimento preferido da sequência de RNA do componente da molécula de RNA da ribonucleoproteína da invenção). No contexto de um sistema de CRISPR tipo I nativo, os tripletos correspondes ao que é conhecido como um "PAM" (motivo adjacente ao protoespaçador). Para os alvos de ssDNA ou de ssRNA, a presença dos tripletos não é tão necessária.[00103] In any of the methods of the invention, the target nucleic acid can be defined, preferably so dsDNA, by the presence of at least one of the following nucleotide triplets: 5'-CTT-3', 5'-CAT -3', 5'-CCT-3', or 5'-CTC-3' (or 5'-CUU-3', 5'-CAU-3', 5'-CCU-3', or 5'- CTC-3' if the target is an RNA). The triplet site is on the target strand adjacent to the sequence to which the RNA molecule component of a ribonucleoprotein of the invention hybridizes. The triplet marks the point on the target strand sequence where base pairing with the RNA molecule component of the ribonucleoprotein does not take place in a 5' to 3' direction (downstream) from the target (although it does take place upstream of the sequence). target thereafter subjected to the preferred length of the RNA sequence of the RNA molecule component of the ribonucleoprotein of the invention). In the context of a native type I CRISPR system, the triplets correspond to what is known as a "PAM" (protospacer adjacent motif). For ssDNA or ssRNA targets, the presence of triplets is not so necessary.

[00104] A invenção será agora descrita em detalhes e em relação aos desenhos e exemplos específicos em que:[00104] The invention will now be described in detail and in relation to the drawings and specific examples in which:

[00105] A Figura 1 mostra os resultados de ensaios de desvio em gel, onde se liga em cascata negativamente super-enrolados (NSC) DNA de plasmídeo de DNA, mas não relaxado. A) Gel-shift de DNA plasmídeo nSC com J3-Cascata, contendo uma segmentação (J3) crRNA. pUC-À foi misturado com duas vezes quantidades crescentes de J3-cascata, a partir de um pUC-À: Cascata relação molar de 1: 0,5 até 1 uma razão molar de 256. Os primeiros e os últimos faixas contêm apenas pUC-À. B) Gel-shift como em (A) com R44-Cascata contendo um cRNA não alvo (R44). C) Gel-shift como em (A) com Nt.BspQI cortado PUC-À. D) Gel-shift como em (A) com PDMI linearizada PUC-À. E) Ajuste da fração pUC-À ligado a J3-cascata em função da concentração de livre J3-Cascata dá a constante de dissociação (Kd) para a ligação específica. F) apto a fração de pUC-À ligado a R44-cascata em função da concentração de livre R44- Cascata dá a constante (Kd) para a ligação não específica de dissociação. Ligação L) específico de cascata para o protospacer monitorizada por análise de restrição, utilizando o local de restrição Bsml único na sequência protospacer. Faixa 1 e 5 contêm apenas pUC-À. Faixa 2 e 6 contêm PUC-À misturado com Cascata. Faixa 3 e 7 contêm PUC-À misturado com Cascata e posterior adição BsmI. Faixa 4 e 8 contêm pUC-À misturado com BsmI. H) Gel-shift da PUC-À ligado a Cascata com posterior clivagem Nt.BspQI de uma vertente do plasmídeo. Faixa 1 e 6 contêm apenas PUC-À. Faixa 2 e 7 contêm pUC-À misturado com cascata. Faixa 3 e 8 contêm PUC-À misturado com Cascata e posterior nicking Nt.BspQI. Faixa 4 e 9 contêm pUC-À misturado com cascata, seguido por adição de uma sonda de ADNcs complementar da cadeia deslocada no loop R e nicking subsequente com Nt.BspQI. Faixa 5 e 10 contêm pUC-À cortado com Nt.BspQI. H) Gel-shift da PUC-À ligado a Cascata com subseqüente nicking Nt.BspQI do plasmídeo. Faixa 1 e 6 contêm apenas PUC-À. Faixa 2 e 7 contêm pUC-À misturado com cascata. Faixa 3 e 8 contêm PUC-À misturado com Cascata e posterior clivagem Nt.BspQI. Faixa 4 e 9 contêm pUC-À misturado com cascata, seguido por adição de uma sonda de ADNcs complementar da cadeia deslocada no loop R e subsequente clivagem com Nt.BspQI. Faixa 5 e 10 contêm pUC-À clivado com Nt.BspQI. I) Gel-shift da PUC-À ligado a Cascata com posterior clivagem EcoRI de ambas as vertentes do plasmídeo. Faixa 1 e 6 contêm apenas PUC-À. Faixa 2 e 7 contêm pUC-À misturado com cascata. Faixa 3 e 8 contêm PUC-À misturado com Cascata e posterior clivagem EcoRI. Faixa 4 e 9 contêm pUC-À misturado com cascata, seguido por adição de uma sonda de ADNcs complementar da cadeia deslocada no loop R e subsequente clivagem com EcoRI. Faixa 5 e 10 contêm pUC-À clivado com EcoRI.[00105] Figure 1 shows the results of gel shift assays, where supercoiled negatively cascaded (NSC) DNA binds to plasmid DNA, but not relaxed. A) Gel-shift of nSC plasmid DNA with J3-Cascade, containing a segmentation (J3) crRNA. pUC-À was mixed with twice increasing amounts of J3-cascade, starting from a pUC-À:Cascade molar ratio of 1:0.5 to 1 a molar ratio of 256. The first and last lanes contain only pUC- THE. B) Gel-shift as in (A) with R44-Cascade containing a non-target cRNA (R44). C) Gel-shift as in (A) with PUC-À cut Nt.BspQI. D) Gel-shift as in (A) with linearized PDMI PUC-À. E) Adjustment of the J3-Cascade bound pUC-À fraction as a function of the concentration of free J3-Cascade gives the dissociation constant (Kd) for the specific binding. F) apt fraction of pUC-À bound to R44-cascade as a function of concentration of free R44-cascade gives the constant (Kd) for non-specific binding of dissociation. L) cascade-specific binding to the protospacer monitored by restriction analysis using the unique Bsml restriction site in the protospacer sequence. Lane 1 and 5 contain only pUC-À. Lane 2 and 6 contain PUC-À mixed with Cascade. Lane 3 and 7 contain PUC-À mixed with Cascade and later added BsmI. Lane 4 and 8 contain pUC-À mixed with BsmI. H) Cascade-linked PUC-À gel-shift with further Nt.BspQI cleavage of one strand of the plasmid. Track 1 and 6 contain PUC-À only. Lane 2 and 7 contain pUC-À mixed with cascade. Lane 3 and 8 contain PUC-À mixed with Cascade and later nicked Nt.BspQI. Lane 4 and 9 contain cascaded mixed pUC-À, followed by addition of a cDNA probe complementary to the strand displaced in the R loop and subsequent nicking with Nt.BspQI. Lane 5 and 10 contain pUC-À cut with Nt.BspQI. H) Cascade-linked PUC-À gel-shift with subsequent Nt.BspQI nicking of the plasmid. Track 1 and 6 contain PUC-À only. Lane 2 and 7 contain pUC-À mixed with cascade. Lane 3 and 8 contain PUC-À mixed with Cascade and subsequent Nt.BspQI cleavage. Lane 4 and 9 contain cascaded mixed pUC-À, followed by addition of a cDNA probe complementary to the strand displaced in the R loop and subsequent cleavage with Nt.BspQI. Lane 5 and 10 contain pUC-À cleaved with Nt.BspQI. I) Cascade-linked PUC-À gel-shift with subsequent EcoRI cleavage of both strands of the plasmid. Track 1 and 6 contain PUC-À only. Lane 2 and 7 contain pUC-À mixed with cascade. Lane 3 and 8 contain PUC-À mixed with Cascade and further EcoRI cleavage. Lane 4 and 9 contain cascaded mixed pUC-À, followed by addition of a cDNA probe complementary to the strand displaced in the R loop and subsequent cleavage with EcoRI. Lane 5 and 10 contain pUC-À cleaved with EcoRI.

[00106] A Figura 2 mostra micrografias de varredura de força que demonstram como Cascata induz flexão de DNA alvo ao se ligar protoespaçador. A-P) Digitalização de imagens de microscopia de força de plasmídeo de DNA nSC com J3-Cascata contendo uma segmentação (J3) crRNA. pUC-À foi misturado com J3-cascata a um pUC-À: Cascata relação de 1: 7. Cada imagem mostra uma área de superfície de 500 x 500 nm. Pontos brancos correspondem a Cascata.[00106] Figure 2 shows force scanning micrographs demonstrating how Cascade induces bending of target DNA by binding to protospacer. A-P) Digitization of force microscopy images of plasmid DNA nSC with J3-Cascade containing a segmentation (J3) crRNA. pUC-À was mixed with J3-cascade at a pUC-À:Cascade ratio of 1:7. Each image shows a surface area of 500 x 500 nm. White dots correspond to Waterfall.

[00107] A Figura 3 mostra como a análise BiFC revela que Cascata e Cas3 interagir no reconhecimento alvo. A) Vênus fluorescência de células que expressam e CascataΔCse1 7Tm de CRISPR, que tem como alvo 7 protoespaçadores no genoma do fago, e À CSEL- N155Venus e proteínas de fusão Cas3-C85Vênus. Imagem À Campo brilhante das células (A). C) Sobreposição de (A) e (B). D) Vênus fluorescência de células infectadas que expressam fago À CascataΔCse1 e 7Tm de CRISPR, e Cse1-N155Venus e proteínas de fusão Cas3-C85Vênus. Imagem E) Campo brilhante das células em (L). F) Sobreposição de (G) e (H). G) Vênus de fluorescência de células infectadas fago À expressando CascataΔCsel e não alvo R44 de CRISPR e proteínas N155Venus e C85Venus. Imagem H) Campo brilhante das células em (J). I) Sobreposição de (J) e (K). J) médio da intensidade da fluorescência de 4 a 7 células individuais de todas as estirpes, como determinado usando a ferramenta de perfil do espectador LSM (Carl Zeiss).[00107] Figure 3 shows how BiFC analysis reveals that Cascade and Cas3 interact in target recognition. A) Venus fluorescence of cells expressing CRISPR ΔCse1 7Tm Cascade, which targets 7 protospacers in the phage genome, and CSEL-N155Venus and Cas3-C85Venus fusion proteins. Image À Bright field of cells (A). C) Superposition of (A) and (B). D) Venus fluorescence from infected cells expressing CRISPR ΔCse1 and 7Tm phage, and Cse1-N155Venus and Cas3-C85Venus fusion proteins. Image E) Bright field of cells in (L). F) Superposition of (G) and (H). G) Fluorescence venus from phage A-infected cells expressing ΔCsel Cascade and non-target R44 of CRISPR and N155Venus and C85Venus proteins. Image H) Bright field of cells in (J). I) Superposition of (J) and (K). J) Average fluorescence intensity of 4 to 7 individual cells from all strains, as determined using the LSM viewer profile tool (Carl Zeiss).

[00108] A Figura 4 mostra cas3 nuclease e helicase atividades durante CRISPR-interferência. A) células BL21-AI competentes expressando Cascata, um mutante Cas3 e CRISPR J3 foram transformadas com a PUC-À. Unidades formadoras de colônias por micrograma de pUC-À (ADN ufc/mg) estão representados por cada uma das estirpes que expressam um mutante Cas3. Células que expressam peso Cas3 e J3 CRISPR OU R44 de CRISPR servem como controles positivos e negativos, respectivamente. B) células BL21-AI transportando Cascata, Cas3 mutante, e os plasmídeos de codificação CRISPR, assim como pUC-À são cultivadas sob condições que suprimem a expressão dos genes cas e CRISPR. Em t = 0 a expressão é induzida. A percentagem de células que perderam o pUC- À ao longo do tempo é mostrado, como determinado pela proporção de células resistentes à ampicilina e sensíveis à ampicilina.[00108] Figure 4 shows cas3 nuclease and helicase activities during CRISPR-interference. A) Competent BL21-AI cells expressing Cascade, a Cas3 mutant and CRISPR J3 were transformed with PUC-À. Colony forming units per microgram of pUC-À (DNA cfu/mg) are represented by each of the strains expressing a Cas3 mutant. Cells expressing Cas3 weight and CRISPR J3 OR CRISPR R44 serve as positive and negative controls, respectively. B) BL21-AI cells carrying Cascade, mutant Cas3, and CRISPR encoding plasmids, as well as pUC-À are cultured under conditions that suppress the expression of the cas and CRISPR genes. At t = 0 the expression is induced. The percentage of cells that lost pUC-A over time is shown, as determined by the proportion of ampicillin-resistant and ampicillin-sensitive cells.

[00109] A Figura 5 mostra como um complexo de fusão Cascata- Cas3 fornece na resistência in vivo e in vitro, tem atividade de nuclease. A) Coomassie azul manchado SDS-PAGE de purificada complexo de fusão Cascata e Cascata-Cas3. B) A eficiência de plaqueamento de fago À em células que expressam complexo de fusão Cascata-Cas3 e um direcionamento (J3) ou não alvo (R44) CRISPR e em células que expressam cascata e Cas3 separadamente em conjunto com um (J3) CRISPR de segmentação. C) Gel-shift (na ausência de íons metálicos bivalentes) de nSC alvo plasmídeo com complexo de fusão J3-Cascata-Cas3. pUC-À foi misturado com duas vezes quantidades crescentes de J3-Cascata-Cas3, a partir de um pUC-À: razão molar J3-Cascata-Cas3 de 1: 0,5 até 1 uma razão molar de 128. A primeira e a última faixa conter apenas PUC-À. D) Gel-shift (na ausência de íons metálicos bivalentes) de nSC não alvo plasmídeo com complexo de fusão J3-Cascata-Cas3. pUC-p7 foi misturado com duas vezes quantidades crescentes de J3-Cascata-Cas3, a partir de um pUC-P7: razão molar J3-Cascata-Cas3 de 1: 0,5 até 1 uma razão molar de 128. A primeira e a última faixa conter apenas PUC-P7. E) A incubação de nSC plasmídeo alvo (pUC-À, esquerda) ou nSC não alvo do plasmídeo (pUC-p7, direita), J3-Cascata-Cas3, na presença de 10 mM de MgCl2. Faixa 1 e 7 contêm apenas o plasmídeo. F) Ensaio como em (E), na presença de ATP 2 mM. L) Ensaio como em (E) com o mutante complexo J3-Cascata-Cas3K320N. H) Ensaio como em (G) na presença de ATP 2 mM.[00109] Figure 5 shows how a Cascade-Cas3 fusion complex provides in vivo and in vitro resistance, has nuclease activity. A) Coomassie blue stained SDS-PAGE of purified Cascade and Cascade-Cas3 fusion complex. B) The plating efficiency of A phage on cells expressing Cascade-Cas3 fusion complex and a targeting (J3) or non-targeting (R44) CRISPR and on cells expressing cascade and Cas3 separately together with a (J3) CRISPR from segmentation. C) Gel-shift (in the absence of divalent metal ions) of nSC target plasmid with J3-Cascade-Cas3 fusion complex. pUC-À was mixed with twice increasing amounts of J3-Cascade-Cas3, starting from a pUC-À: J3-Cascade-Cas3 molar ratio of 1:0.5 to 1 a molar ratio of 128. last track contains only PUC-À. D) Gel-shift (in the absence of divalent metal ions) of non-target nSC plasmid with J3-Cascade-Cas3 fusion complex. pUC-p7 was mixed with twice increasing amounts of J3-Cascade-Cas3, starting from a pUC-P7: molar ratio J3-Cascade-Cas3 of 1:0.5 to 1 a molar ratio of 128. last track contain only PUC-P7. E) Incubation of target plasmid nSC (pUC-A, left) or non-target plasmid nSC (pUC-p7, right), J3-Cascade-Cas3, in the presence of 10 mM MgCl2. Lane 1 and 7 contain the plasmid only. F) Assay as in (E), in the presence of 2 mM ATP. L) Assay as in (E) with J3-Cascade-Cas3K320N complex mutant. H) Assay as in (G) in the presence of 2 mM ATP.

[00110] A Figura 6 é um diagrama esquemático, que mostra um modelo do tipo CRISPR interferência I via em E. coli.[00110] Figure 6 is a schematic diagram, which shows a model of CRISPR type I interference via E. coli.

[00111] A Figura 7 é um diagrama esquemático, que mostra como uma forma de realização de fusão Cascata-FokI do invento é utilizado para criar dímeros FokI que corta dsDNA a produzir extremidades rombas, como parte de um processo de extremidade não homóloga aderir ou recombinação homóloga.[00111] Figure 7 is a schematic diagram showing how a Cascade-FokI fusion embodiment of the invention is used to create FokI dimers that cleave dsDNA to produce blunt ends, as part of a non-homologous end-adhering or homologous recombination.

[00112] A Figura 8 mostra como a análise BiFC revela que Cascata e Cas3 interagir no reconhecimento alvo. Cobertura imagem Campo brilhante e Vênus fluorescência das células que expressam Cascata sem Cse1, Cse1-N155Venus e Cas3-C85Venus e quer 7Tm de CRISPR, que tem como alvo 7 protoespaçadores no fago Lambda genoma, ou o não direcionamento R44 de CRISPR de. As células que expressam 7Tm de CRISPR são fluorescente apenas quando infectadas com fago lambda, enquanto que as células que expressam R44 de CRISPR são não fluorescente. Os altamente intensos pontos fluorescentes (células externas) são devido aos cristais que refletem a luz de sal. As barras brancas correspondem a 10 mícron.[00112] Figure 8 shows how BiFC analysis reveals that Cascade and Cas3 interact in target recognition. Coverage image Brightfield and Venus fluorescence of cells expressing Cascade lacking Cse1, Cse1-N155Venus and Cas3-C85Venus and either 7Tm of CRISPR, which targets 7 protospacers in the phage Lambda genome, or the non-targeting R44 of CRISPR. Cells expressing CRISPR 7Tm are fluorescent only when infected with lambda phage, whereas cells expressing CRISPR R44 are non-fluorescent. The highly intense fluorescent spots (outer cells) are due to crystals that reflect salt light. The white bars correspond to 10 microns.

[00113] A Figura 9 mostra as sequências de pUC-À de quatro clones de [SEQ ID NOS: 39-42] codificam CRISPR J3, Cascata e Cas3 (em peso ou S483AT485A) indicam que estes são mutantes de escape transportam deleções (parciais) do protoespaçador ou transportando um único ponto mutação na região da semente, o que explica a incapacidade para curar estes plasmídeos.[00113] Figure 9 shows the pUC-À sequences of four clones of [SEQ ID NOS: 39-42] encoding CRISPR J3, Cascade and Cas3 (by weight or S483AT485A) indicate that these are escape mutants carrying (partial) deletions ) of the protospacer or carrying a single point mutation in the seed region, which explains the inability to cure these plasmids.

[00114] A Figura 10 mostra os alinhamentos de sequências de genes cas3 de organismos contendo o sistema Tipo IE CRISPR/Cas. Alinhamento de genes cas3-cse1 de Streptomyces sp. SPB78 (primeira sequência, Número de acesso: ZP_07272643.1) [SEQ ID NO: 43], em Streptomyces griseus (segunda sequência, o Número de Acesso YP_001825054) [SEQ ID NO: 44], e em Catenulispora acidiphila DSM 44928 (sequência 3, Adesão Número YP_003114638) [SEQ ID NO: 45] e uma proteína artificial E. coli Cas3-Cse1 fusão [SEQ ID NO: 46], que inclui a sequência de ligação do polipeptídeo de S. griseus.[00114] Figure 10 shows the cas3 gene sequence alignments from organisms containing the Type IE CRISPR/Cas system. Streptomyces sp. cas3-cse1 gene alignment. SPB78 (first sequence, Accession Number: ZP_07272643.1) [SEQ ID NO: 43], in Streptomyces griseus (second sequence, Accession Number YP_001825054) [SEQ ID NO: 44], and in Catenulispora acidiphila DSM 44928 (sequence 3, Accession Number YP_003114638) [SEQ ID NO: 45] and an artificial E. coli Cas3-Cse1 protein fusion [SEQ ID NO: 46], which includes the S. griseus polypeptide binding sequence.

[00115] A Figura 11 mostra o plano de um par de nuclease CascataKKR/ELD em os domínios nuclease FokI são mutados de modo a que apenas os heterodímeros constituídos por KKR e DRA domínios são nuclease e a distância entre os locais de ligação opostas podem ser variadas para determinar a distância ideal entre uma cascata par nuclease.[00115] Figure 11 shows the plan of a Cascade KKR/ELD nuclease pair in which the FokI nuclease domains are mutated so that only the heterodimers made up of the KKR and DRA domains are nuclease and the distance between the opposite binding sites can be varied to determine the optimal distance between a nuclease pair cascade.

[00116] A Figura 12 é um diagrama, mostrando esquemática do genoma alvo por um par de nuclease Cascata-FokI.[00116] Figure 12 is a diagram, showing schematic of the target genome by a Cascade-FokI nuclease pair.

[00117] A Figura 13 mostra uma página de gel de complexos Cascata-nuclease SDS.[00117] Figure 13 shows a gel page of Cascade-SDS nuclease complexes.

[00118] A Figura 14 mostra os géis de eletroforese dos ensaios de clivagem in vitro de CascataKKR/ELD no DNA do plasmídeo.[00118] Figure 14 shows electrophoresis gels from in vitro Cascade KKR/ELD cleavage assays on plasmid DNA.

[00119] A Figura 15 mostra os padrões de clivagem CascataKKR/ELD e a frequência [SEQ ID NO: 47].[00119] Figure 15 shows Cascade KKR/ELD cleavage patterns and frequency [SEQ ID NO: 47].

Exemplos - Materiais e métodos empregados Linhagens, Gene de clonagem, Plasmídeos e VetoresExamples - Materials and Methods Used Lineages, Cloning Gene, Plasmids and Vectors

[00120] E. coli BL21-AI e de E. coli BL21 (DE3) foram utilizados ao longo estirpes. A Tabela 1 lista todos os plasmídeos utilizados neste estudo. O pWUR408 descrito anteriormente, pWUR480, pWUR404 e pWUR547 foram utilizados para produção de Strep-tag II R44- Cascata, e pWUR408, pWUR514 e pWUR630 foram utilizados para produção de Strep-tag II J3-Cascata (Jore e outros, (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18, 529-536;.. Semenova e outros, (2011) Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América 108, 10098-10103) PUC-À (pWUR610) e da PUC-P7 ( pWUR613) têm sido descritas em outro lugar (Jore e outros, 2011;. Semenova e outros, 2011). A proteína é codificada por C85Venus pWUR647, o que corresponde a pET52b (Novagen) contendo a construção sintética GA1070943 (Tabela 2) (Geneart) clonado entre os locais BamHI e NotI. A proteína é codificada por N155Venus pWUR648, o que corresponde a pRSF1b (Novagen) contendo a construção sintética GA1070941 (Tabela 2) (Geneart) clonado entre os locais NotI e XhoI. A proteína de fusão Cas3-C85Venus é codificada por pWUR649, o que corresponde a pWUR647 contendo o produto de amplificação, utilizando iniciadores Cas3 BG3186 e BG3213 (Tabela 3) entre os locais Ncol e BamHI. A proteína de fusão CASA-N155Venus é codificada por pWUR650, o que corresponde a pWUR648 contendo o produto de amplificação, utilizando iniciadores CasA BG3303 e BG3212 (Tabela 3) entre os locais Ncol e BamHI. 7Tm de CRISPR é codificada por pWUR651, o que corresponde a pACYCDuet-1 (Novagen) contendo a construção sintética GA1068859 (Tabela 2) (Geneart) clonado entre os locais Ncol e Kpnl. Os pWUR400 codificação cascata, a codificação WUR401 CascataΔCse1 e pWUR397 codificação cas3 foram descritos anteriormente (Jore e outros, 2011). A codificação pWUR652 Cas3H74A foi construído utilizando mutagênese dirigida ao local com os iniciadores de pWUR397 BG3093, BG3094 (Tabela 3). Tabela 1 - Plasmídeos empregados

Figure img0001
Figure img0002
Fonte 1 na tabela acima é Brouns e outros, (2008) Science 321, 960964. Fonte 2 na tabela acima é Jore e outros, (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18:529 - 537. Tabela 2 - Construções Sintéticas
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Tabela 3 - Iniciadores
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[00120] E. coli BL21-AI and E. coli BL21 (DE3) were used over strains. Table 1 lists all plasmids used in this study. The previously described pWUR408, pWUR480, pWUR404 and pWUR547 were used for production of Strep-tag II R44- Cascade, and pWUR408, pWUR514 and pWUR630 were used for production of Strep-tag II J3-Cascade (Jore et al., (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18, 529-536;.. Semenova et al., (2011) Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108, 10098-10103) PUC-À (pWUR610) and PUC-P7 (pWUR613) have been described elsewhere (Jore et al., 2011; Semenova et al., 2011). The protein is encoded by C85Venus pWUR647, which corresponds to pET52b (Novagen) containing the synthetic construct GA1070943 (Table 2) (Geneart) cloned between the BamHI and NotI sites. The protein is encoded by N155Venus pWUR648, which corresponds to pRSF1b (Novagen) containing the synthetic construct GA1070941 (Table 2) (Geneart) cloned between the NotI and XhoI sites. The Cas3-C85Venus fusion protein is encoded by pWUR649, which corresponds to pWUR647 containing the amplification product, using Cas3 primers BG3186 and BG3213 (Table 3) between the Ncol and BamHI sites. The CASA-N155Venus fusion protein is encoded by pWUR650, which corresponds to pWUR648 containing the amplification product, using CasA primers BG3303 and BG3212 (Table 3) between the Ncol and BamHI sites. 7Tm of CRISPR is encoded by pWUR651, which corresponds to pACYCDuet-1 (Novagen) containing the synthetic construct GA1068859 (Table 2) (Geneart) cloned between the Ncol and Kpnl sites. The pWUR400 cascade encoding, the WUR401 CascadeΔCse1 encoding, and pWUR397 cas3 encoding were described previously (Jore et al., 2011). The pWUR652 Cas3H74A encoding was constructed using site-directed mutagenesis with the pWUR397 primers BG3093, BG3094 (Table 3). Table 1 - Plasmids used
Figure img0001
Figure img0002
Source 1 in the table above is Brouns et al., (2008) Science 321, 960964. Source 2 in the table above is Jore et al., (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18:529 - 537. Table 2 - Synthetic Constructs
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Table 3 - Initiators
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Produção e purificação de proteínasProtein production and purification

[00121] Cascata foi expressa e purificada como descrito (Jore e outros, 2011). Ao longo de purificação de um tampão contendo 20 mM de HEPES pH 7,5, NaCl 75 mM, DTT 1 mM, EDTA 2 mM foi utilizado para ressuspensão e lavagem. Eluição das proteínas foi realizada no mesmo tampão contendo 4 mM de destiobiotina. O complexo de fusão Cascata-Cas3 foi expressa e purificada da mesma maneira, com as etapas de lavagem foram realizadas com 20 mM de HEPES pH 7,5, NaCl 200 mM e DTT a 1 mM, e a eluição em 20 mM de HEPES pH 7,5, 75 mM de NaCl, 1 mM DTT contendo 4 mM de destiobiotina. Ensaio de Desvio de Mobilidade Eletroforética[00121] Cascade was expressed and purified as described (Jore et al., 2011). During purification a buffer containing 20 mM HEPES pH 7.5, 75 mM NaCl, 1 mM DTT, 2 mM EDTA was used for resuspension and washing. Protein elution was performed in the same buffer containing 4 mM desthiobiotin. The Cascade-Cas3 fusion complex was expressed and purified in the same way, with washing steps performed with 20 mM HEPES pH 7.5, 200 mM NaCl and 1 mM DTT, and elution in 20 mM HEPES pH 7.5, 75 mM NaCl, 1 mM DTT containing 4 mM desthiobiotin. Electrophoretic Mobility Deviation Test

[00122] Purificados cascata ou cascata subsomplexes foram misturados com pUC-À num tampão contendo 20 mM de HEPES pH 7,5, NaCl 75 mM, DTT 1 mM, EDTA 2 mM, e incubados a 37 °C durante 15 minutos. As amostras foram corridas durante a noite em 0,8% de TAE agarose gel e pós-coradas com SYBR segura (Invitrogen) 1:10000 diluição em TAE durante 30 minutos. A clivagem com BsmI (Fermentas) ou Nt.BspQI (New England Biolabs) foi realizada em tampão de reação de HEPES suplementado com 5 mM de MgCl2. Microscópio de força de varredura[00122] Purified cascade or cascade subsomplexes were mixed with pUC-À in a buffer containing 20 mM HEPES pH 7.5, 75 mM NaCl, 1 mM DTT, 2 mM EDTA, and incubated at 37°C for 15 minutes. Samples were run overnight on 0.8% TAE agarose gel and post-stained with safe SYBR (Invitrogen) 1:10000 dilution in TAE for 30 minutes. Cleavage with BsmI (Fermentas) or Nt.BspQI (New England Biolabs) was performed in HEPES reaction buffer supplemented with 5 mM MgCl 2 . scanning force microscope

[00123] Purificada Cascata foi misturado com pUC-À (na proporção de 7:1, 250 nM cascata, 35 de ADN nM) num tampão contendo 20 mM de HEPES pH 7,5, NaCl 75 mM, DTT 0,2 mM, EDTA 0,3 mM e incubou-se a 37 °C durante 15 minutos. Subsequentemente, para a preparação da amostra de AFM, a mistura de incubação foi diluída 10 vezes em água duplamente destilada e MgCl2 foram adicionados a uma concentração final de 1,2 mM. A deposição dos complexos proteína-ADN e de imagem foi realizada como se descreveu antes (Dame e outros, (2000) Ácidos nucleicos Res. 28:.. 3504-3510).[00123] Purified Cascade was mixed with pUC-À (7:1 ratio, 250 nM cascade, 35 nM DNA) in a buffer containing 20 mM HEPES pH 7.5, 75 mM NaCl, 0.2 mM DTT, 0.3 mM EDTA and incubated at 37°C for 15 minutes. Subsequently, for the preparation of the AFM sample, the incubation mixture was diluted 10-fold in doubly distilled water and MgCl 2 was added to a final concentration of 1.2 mM. Deposition of protein-DNA and imaging complexes was performed as described above (Dame et al., (2000) Nucleic Acids Res. 28:.. 3504-3510).

Microscopia de fluorescênciafluorescence microscopy

[00124] Células BL21-AI transportando CRISPR em cas plasmídeos de codificação do gene, foram cultivadas durante a noite a 37 ° C em caldo de Luria-Bertani (LB) contendo ampicilina (100 ug/ml), canamicina (50 ug/ml), estreptomicina (50 ug/ml ) e cloranfenicol (34 mg/ml). Cultura durante a noite foi diluída 1:100 em fresco contendo antibiótico LB e cresceu durante 1 hora a 37 ° C. Expressão de genes cas e CRISPR foi induzida durante 1 hora pela adição de L-arabinose a uma concentração final de 0,2% e de IPTG até a uma concentração final de 1 mM. Para a infecção, as células foram misturadas com o fago lambda a uma multiplicidade de infecção (MOI) de 4. Células foram aplicadas a poli-L-lisina cobertas lâminas de microscópio, e analisadas utilizando um microscópio Zeiss LSM510 com foco a laser com base em um microscópio invertido Axiovert, com uma objetiva de imersão em óleo de 40X (NA de 1,3) e um laser de árgon como fonte de excitação (514 nm) e detecção a 530-600 nm. O furo foi fixado em 203 mm para todas as medições. Estudo transformação de pUC-À[00124] BL21-AI cells carrying CRISPR in cas gene-encoding plasmids, were cultured overnight at 37°C in Luria-Bertani (LB) broth containing ampicillin (100 ug/ml), kanamycin (50 ug/ml ), streptomycin (50 µg/ml) and chloramphenicol (34 mg/ml). Overnight culture was diluted 1:100 in fresh containing antibiotic LB and grown for 1 hour at 37°C. Expression of cas and CRISPR genes was induced for 1 hour by the addition of L-arabinose to a final concentration of 0.2% and IPTG to a final concentration of 1 mM. For infection, cells were mixed with lambda phage at a multiplicity of infection (MOI) of 4. Cells were applied to poly-L-lysine covered microscope slides, and analyzed using a Zeiss LSM510 laser-based microscope. on an inverted Axiovert microscope, with a 40X oil immersion objective (NA 1.3) and an argon laser as the excitation source (514 nm) and detection at 530-600 nm. The hole was set at 203 mm for all measurements. Transformation study of pUC-À

[00125] LB contendo canamicina (50 ug/ml), estreptomicina (50 ug/ml) e cloranfenicol (34 mg/ml) foi inoculado a partir de uma pré- inoculo durante a noite e cultivadas a uma DO600 de 0,3. Expressão de genes cas e CRISPR foi induzida durante 45 minutos com 0,2% de L-arabinose e IPTG 1 mM. As células foram recolhidas por centrifugação a 4 ° C e tornada competente por ressuspensão em tampão gelado contendo RbCl2 100 mM, MnCl2 50 mM, acetato de potássio 30 mM, CaCl2 10 mM e 15% de glicerol, pH 5,8. Após uma incubação de 3 horas, as células foram recolhidas e ressuspensas em tampão contendo 10 mM de MOPS, 10 mM RbCl, CaCl2 75 mM, 15% de glicerol, pH 6,8. A transformação foi realizada adicionando 80 ng de pUC-À, seguido de um choque de calor 1 minuto a 42 ° C, e 5 minutos a frio de choque em gelo. Próximo células foram cultivadas em meio LB por 45 minutos a 37 °C antes do plaqueamento em placas de LB- agar contendo 0,2% de L-arabinose, 1 mM de IPTG, ampicilina (100 ug/ml), canamicina (50 ug/ml), estreptomicina (50 ug/ml) e cloranfenicol (34 mg/ml).[00125] LB containing kanamycin (50 µg/ml), streptomycin (50 µg/ml) and chloramphenicol (34 mg/ml) was inoculated from a pre-inoculum overnight and grown at an OD 600 of 0.3. Expression of cas and CRISPR genes was induced for 45 minutes with 0.2% L-arabinose and 1 mM IPTG. Cells were harvested by centrifugation at 4°C and made competent by resuspension in ice-cold buffer containing 100 mM RbCl2, 50 mM MnCl2, 30 mM potassium acetate, 10 mM CaCl2 and 15% glycerol, pH 5.8. After a 3 hour incubation, cells were harvested and resuspended in buffer containing 10 mM MOPS, 10 mM RbCl, 75 mM CaCl 2 , 15% glycerol, pH 6.8. Transformation was performed by adding 80 ng of pUC-À, followed by a 1 minute heat shock at 42 °C, and 5 minutes cold shock on ice. Next cells were cultured in LB medium for 45 minutes at 37 °C before plating on LB-agar plates containing 0.2% L-arabinose, 1 mM IPTG, ampicillin (100 µg/ml), kanamycin (50 µg /ml), streptomycin (50 µg/ml) and chloramphenicol (34 mg/ml).

[00126] O plasmídeo de cura foi analisada por transformar células BL21-AI contendo gene cas e CRISPR plasmídeos de codificação com pUC-À, enquanto o crescimento das células na presença de 0,2% de glucose para suprimir a expressão do gene da T7 polimerase. Expressão de genes cas e CRISPR foi induzida através da recolha das células e ressuspensão em LB contendo 0,2% de arabinose e 1 mM de IPTG. As células foram plaqueadas em LB-ágar contendo ou estreptomicina, canamicina e cloranfenicol (não selectivos para pUC-À) ou a ampicilina, estreptomicina, canamicina e cloranfenicol (seletiva para pUC-À). Após crescimento durante a noite a percentagem de perda de plasmídeo pode ser calculada a partir da razão de unidades formadoras de colônias nas placas seletivas e não seletivas. Estudos de infecção do fago lambda[00126] The cure plasmid was analyzed by transforming BL21-AI cells containing cas gene and CRISPR encoding plasmids with pUC-À, while growing the cells in the presence of 0.2% glucose to suppress T7 gene expression polymerase. Expression of cas and CRISPR genes was induced by harvesting the cells and resuspension in LB containing 0.2% arabinose and 1 mM IPTG. Cells were plated on LB-agar containing either streptomycin, kanamycin and chloramphenicol (non-selective for pUC-A) or ampicillin, streptomycin, kanamycin and chloramphenicol (selective for pUC-A). After overnight growth the percentage of plasmid loss can be calculated from the ratio of colony forming units on the selective and non-selective plates. Lambda phage infection studies

[00127] Sensibilidade hospedeira à infecção por fagos foi testada usando um fago virulento Lambda (Àvir), Como em (Brouns e outros, (2008) Science 321, 960-964.). A sensibilidade do hospedeiro à infecção foi calculada como a eficiência de plaqueamento (o rácio de contagem de placa de uma estirpe contendo um anti-CRISPR À ao da estirpe contendo um não alvo R44 CRISPR) como descrito no Brouns e outros, (2008) .[00127] Host sensitivity to phage infection was tested using a virulent phage Lambda (Àvir), as in (Brouns et al., (2008) Science 321, 960-964.). Host sensitivity to infection was calculated as plating efficiency (the ratio of plaque count of a strain containing an anti-CRISPR δ to that of the strain containing a non-target R44 CRISPR) as described in Brouns et al., (2008).

Exemplo 1 - Cascata se liga exclusivamente ADN alvo super-enrolado negativamenteExample 1 - Cascade exclusively binds negatively supercoiled target DNA

[00128] A 3 kb do plasmídeo pUC19-derivado denotado pUC-À, contém um fragmento de ADN de 350 pb, correspondente a uma parte do gene J de fago À, que é dirigido pela J3-cascata (Cascata associada com crRNA contendo espaçador J3 (Westra e outros, (2010 ) Molecular Microbiology 77, 1380-1393). Os ensaios de desvios de mobilidade electroforética indicam que Cascata tem alta afinidade somente para super-enrolado negativamente (NSC) alvo plasmídeo. A uma razão molar de J3-Cascata para pUC-À de 06:01 todos nSC plasmídeo foi ligado pela cascata, (ver Figura 1A), enquanto cascata que leva a não específica não alvo crRNA R44 (R44-Cascata) exibido ligação a uma razão molar de 128:1 (ver Figura 1B). A constante de dissociação ( Kd) de nSC PUC-À estava determinado a ser de 13 ± 1,4 nM para J3-Cascata (ver Figura 1E) e 429 ± 152 nM para R44-Cascata (ver Figura 1F).[00128] The 3 kb pUC19-derived plasmid denoted pUC-À contains a 350 bp DNA fragment, corresponding to a part of the phage A J gene, which is driven by the J3-cascade (Cascade associated with crRNA containing spacer J3 (Westra et al., (2010) Molecular Microbiology 77, 1380-1393) Electrophoretic mobility shift assays indicate that Cascade has high affinity only for the negatively supercoiled (NSC) plasmid target. Cascade for pUC-À of 6:1 all nSC plasmid was ligated by the cascade, (see Figure 1A), while cascade leading to non-specific non-target crRNA R44 (R44-Cascade) displayed binding at a molar ratio of 128:1 ( see Figure 1B.) The dissociation constant (Kd) of nSC PUC-À was determined to be 13 ± 1.4 nM for J3-Cascade (see Figure 1E) and 429 ± 152 nM for R44-Cascade (see Figure 1F). ).

[00129] J3-Cascata foi incapaz de se ligar ao DNA alvo descontraído com afinidade mensurável, como cortado (ver Figura 1C) ou PUC-À linear (ver Figura 1D), mostrando que Cascata tem alta afinidade por substratos de DNA maiores, com uma topologia nSC.[00129] J3-Cascade was unable to bind to relaxed target DNA with measurable affinity, such as spliced (see Figure 1C) or linear PUC-À (see Figure 1D), showing that Cascade has high affinity for larger DNA substrates, with an nSC topology.

[00130] Para distinguir a ligação não específica da ligação específica, utilizou-se o sítio de restrição Bsml localizado dentro do protoespaçador. Enquanto a adição de enzima para Bsml pUC-À dá um produto linear, na presença de R44-cascata (ver Figura 1G, faixa 4), pUC-À está protegido de Bsml de clivagem na presença de J3- cascata (ver Figura 1G, faixa 7), indicando ligação específica ao protoespaçador. Isto mostra que Cas3 não é necessário in vitro para ligação específica da sequência de cascata para uma sequência protoespaçador num plasmídeo nSC.[00130] To distinguish non-specific binding from specific binding, the Bsml restriction site located within the protospacer was used. While enzyme addition to Bsml pUC-À gives a linear product, in the presence of R44-cascade (see Figure 1G, lane 4), pUC-À is protected from Bsml cleavage in the presence of J3-cascade (see Figure 1G, lane 7), indicating specific binding to the protospacer. This shows that Cas3 is not required in vitro for specific binding of the cascade sequence to a protospacer sequence in an nSC plasmid.

[00131] Ligação a nSC pUC-À Cascata foi seguido por entalhamento com Nt.BspQI, dando origem a uma topologia de OC. Cascata é libertado a partir do plasmídeo após vertente corte, como pode ser visto a partir da ausência de um desvio de mobilidade (ver Figura 1H, comparar faixa 8 a faixa 10). Em contraste, Cascata permanece ligada ao seu ADN alvo, quando uma sonda de ADNcs complementar da cadeia deslocada é adicionado à reação antes da clivagem do ADN pela Nt.BspQI (ver Figura 1H, faixa 9). A sonda estabiliza artificialmente o circuito R de Cascata no DNA alvo relaxado. Observações similares são feitas quando ambas as cadeias de DNA de pUC-À são clivadas após ligação em cascata (ver Figura 1I, faixa 8 e faixa 9).[00131] Binding to nSC pUC-À Cascade was followed by notching with Nt.BspQI, giving rise to an OC topology. Cascade is released from the plasmid after slicing strand, as can be seen from the absence of a mobility shift (see Figure 1H, compare lane 8 to lane 10). In contrast, Cascade remains bound to its target DNA when a cDNA probe complementary to the displaced strand is added to the reaction prior to cleavage of the DNA by Nt.BspQI (see Figure 1H, lane 9). The probe artificially stabilizes the R Cascade circuit in the relaxed target DNA. Similar observations are made when both strands of pUC-À DNA are cleaved after cascade ligation (see Figure 1I, lane 8 and lane 9).

Exemplo 2 - Cascata induz flexão de DNA alvo encadernadoExample 2 - Cascade induces bending of bound target DNA

[00132] Complexos formados entre purificada Cascata e da PUC-À foram visualizados. Complexos específicos que contêm um único complexo J3-cascata ligados foram formadas, enquanto inespecífica R44-Cascata não produz complexos de DNA ligado a este ensaio, sob condições idênticas. Fora de 81 moléculas de DNA observados 76% foram encontrados para ter J3-Cascata obrigada (ver Figura 2A-P). Desses complexos, na maioria dos casos Cascata foi encontrado no topo de um arco (86%), a etapa que apenas uma pequena fração foi encontrada em posições não apicais (14%). Estes dados mostram que as causas de ligação em cascata de flexão e, possivelmente, de embrulho do ADN, provavelmente, para facilitar a fusão local do duplex de ADN.[00132] Complexes formed between purified Cascade and PUC-À were visualized. Specific complexes that contain a single-linked J3-cascade complex were formed, while unspecific R44-Cascade does not produce DNA-linked complexes in this assay under identical conditions. Out of 81 DNA molecules observed 76% were found to have J3-Cascade bound (see Figure 2A-P). Of these complexes, in most cases Cascade was found at the top of an arch (86%), the step of which only a small fraction was found in non-apical positions (14%). These data show that binding cascade causes bending and possibly DNA wrapping, likely to facilitate local fusion of the DNA duplex.

Exemplo 3 - fusões de Cas3 e Cse1 que ocorrem naturalmente: Cas3 interage com Cascata no reconhecimento protoespaçadorExample 3 - naturally occurring fusions of Cas3 and Cse1: Cas3 interacts with Cascade in protospacer recognition

[00133] Figura S3 mostra análise da sequência de genes CAS3 de organismos contendo o tipo de sistema de IE CRISPR/Cas revela que Cas3 e Cse1 ocorrer como proteínas de fusão em Streptomyces sp. SPB78 (Número de acesso: ZP_07272643.1), em Streptomyces griseus (Número de Acesso YP_001825054), e em Catenulispora acidiphila DSM 44928 (Número de Acesso YP_003114638).[00133] Figure S3 shows sequence analysis of CAS3 genes from organisms containing the CRISPR/Cas type IE system reveals that Cas3 and Cse1 occur as fusion proteins in Streptomyces sp. SPB78 (Accession number: ZP_07272643.1), in Streptomyces griseus (Accession Number YP_001825054), and in Catenulispora acidiphila DSM 44928 (Accession Number YP_003114638).

Exemplo 4 - Bimolecular fluorescência complementação (BiFC) mostra como uma proteína de fusão Cse1 formando parte da cascata continua para interagir com Cas3.Example 4 - Bimolecular fluorescence complementation (BiFC) shows how a Cse1 fusion protein forming part of the cascade continues to interact with Cas3.

[00134] Experimentos BiFC foram utilizados para monitorar as interações entre Cas3 e Cascata in vivo antes e depois da infecção do fago À. Experimentos BIFC invocar a capacidade das metades não fluorescentes de uma proteína fluorescente, por exemplo, proteína fluorescente amarela (YFP) e redobrar para formar uma molécula fluorescente quando as duas metades de ocorrer na proximidade. Como tal, proporciona uma ferramenta para revelar interações proteína-proteína, uma vez que a eficiência de redobragem é grandemente melhorada se as concentrações locais são elevados, por exemplo, quando as duas metades da proteína fluorescente são fundidos com os parceiros de interação. Cse1 foi fundido no terminal C com o terminal N de 155 aminoácidos de Vênus (Cse1-N155Venus), uma versão melhorada de YFP (Nagai e outros, (2002) Nature Biotechnology 20, 87-90). Cas3 era C-terminal fundido aos 85 aminoácidos do terminal C de Vênus (Cas3-C85Venus).[00134] BiFC experiments were used to monitor interactions between Cas3 and Cascade in vivo before and after phage A infection. BIFC experiments invoke the ability of the non-fluorescent halves of a fluorescent protein, eg yellow fluorescent protein (YFP) and to refold to form a fluorescent molecule when the two halves occur in close proximity. As such, it provides a tool for revealing protein-protein interactions, since refolding efficiency is greatly improved if local concentrations are high, for example, when the two halves of the fluorescent protein are fused with interaction partners. Cse1 was fused at the C-terminus to the N-terminus of 155 amino acids from Venus (Cse1-N155Venus), an improved version of YFP ( Nagai et al., (2002) Nature Biotechnology 20, 87-90 ). Cas3 was C-terminal fused to the C-terminal 85 amino acids of Venus (Cas3-C85Venus).

[00135] A análise revela que BiFC Cascata não interage com Cas3 na ausência de invadir o ADN (Figura 3ABC, Figura 3P e. Figura 8). Após a infecção com fago À, no entanto, as células que expressam CascataΔCsel, CSEL-N155Venus e Cas3-C85Vênus são fluorescentes se que co-expressam o anti-À 7Tm de CRISPR (Figura 3DEF, Figura 3P e. Figura 8). Quando co-expressa uma não alvo R44 de CRISPR (Figura 3GHI, Figura 3P e. Figura 8), as células permanecem não fluorescente. Isso mostra que a Cascata e Cas3 interagir especificamente durante a infecção no momento do reconhecimento protoespaçador e que Cse1 e Cas3 estão em estreita proximidade um do outro no complexo binário efetor da Cascata-Cas3.[00135] Analysis reveals that BiFC Cascade does not interact with Cas3 in the absence of invading DNA (Figure 3ABC, Figure 3P and Figure 8). After infection with Δ phage, however, cells expressing ΔCsel Cascade, CSEL-N155Venus and Cas3-C85Venus are fluorescent if they co-express the CRISPR 7Tm anti-Δ (Figure 3DEF, Figure 3P and. Figure 8). When co-expressing a non-target CRISPR R44 (Figure 3GHI, Figure 3P and Figure 8), the cells remain non-fluorescent. This shows that Cascade and Cas3 specifically interact during infection at the time of protospacer recognition and that Cse1 and Cas3 are in close proximity to each other in the Cascade-Cas3 binary effector complex.

[00136] Estes resultados também mostram claramente que uma fusão de Cse1 com uma proteína heteróloga não perturbar a formação de ribonucleoproteína cascata e crRNA, nem afetar a interação de cascata e Cas3 com o ADN do fago alvo, mesmo quando a própria Cas3 é também uma proteína de fusão.[00136] These results also clearly show that a fusion of Cse1 with a heterologous protein does not disrupt the formation of ribonucleoprotein cascade and crRNA, nor does it affect the interaction of cascade and Cas3 with target phage DNA, even when Cas3 itself is also a fusion protein.

Exemplo 5 - Preparação de um projetado fusão Cas3-Cse1 dá uma proteína com atividade funcional in vivoExample 5 - Preparation of an engineered Cas3-Cse1 fusion gives a protein with functional activity in vivo

[00137] Prover à evidência vitro para Cas3 atividade de clivagem de DNA exigido purificada e ativo Cas3. Apesar das várias estratégias de solubilização, Cas3 superproduzido (Howard e outros, (2011) Biochem. J. 439, 85-95), em E. coli BL21 está presente principalmente nos agregados inativos e corpos de inclusão. Cas3, por conseguinte, foi produzido como uma proteína de fusão Cas3-Cse1, contendo um ligante idêntico ao da proteína de fusão Cas3-Cse1 em S. griseus (ver Figura 10.). Quando co-expressa com CascataΔCse1 CRISPR e J3, a fusão do complexo era solúvel e foi obtido com elevado grau de pureza com a mesma estequiometria aparente como cascata (Figura 5A). Quando a funcionalidade deste complexo foi testada para proporcionar resistência contra a infecção À fago, a eficiência de plaqueamento (EOP) em células que expressam a fusão do complexo J3-Cascata-Cas3 era idêntico em células que expressam as proteínas separadas (Figura 5B).[00137] Provide in vitro evidence for Cas3 required purified and active Cas3 DNA cleavage activity. Despite various solubilization strategies, overproduced Cas3 (Howard et al., (2011) Biochem. J. 439, 85-95), in E. coli BL21 is mainly present in inactive aggregates and inclusion bodies. Cas3, therefore, was produced as a Cas3-Cse1 fusion protein, containing a linker identical to that of the Cas3-Cse1 fusion protein in S. griseus (see Figure 10.). When co-expressed with CascadeΔCse1 CRISPR and J3, the fusion complex was soluble and was obtained in high purity with the same apparent stoichiometry as the cascade (Figure 5A). When the functionality of this complex was tested to provide resistance against phage infection, the plating efficiency (EOP) in cells expressing the J3-Cascade-Cas3 complex fusion was identical in cells expressing the separate proteins (Figure 5B).

[00138] Uma vez que a fusão do complexo J3-Cascata-Cas3 era funcional in vivo, os ensaios in vitro de clivagem de DNA foram realizadas usando este complexo. Quando J3-Cascata-Cas3 foi incubada com pUC-À na ausência de metais divalentes, a ligação do plasmídeo foi observada em proporções molares semelhantes aos observados para Cascata (Figura 5C), ao etapa que um específico de ligação a um plasmídeo não alvo ( pUC-p7, um plasmídeo derivado de pUC19 com o mesmo tamanho como pUC-À, mas falta um protoespaçador), ocorreu somente em elevadas razões molares (Figura 5D), que indica que um ADN específico de ligação do complexo é também semelhante ao do cascata sozinho.[00138] Since the J3-Cascade-Cas3 complex fusion was functional in vivo, in vitro DNA cleavage assays were performed using this complex. When J3-Cascade-Cas3 was incubated with pUC-À in the absence of divalent metals, plasmid binding was observed in molar proportions similar to those observed for Cascade (Figure 5C), whereas a specific binding to a non-target plasmid ( pUC-p7, a pUC19-derived plasmid of the same size as pUC-À but lacking a protospacer), occurred only at high molar ratios (Figure 5D), which indicates that a specific DNA binding complex is also similar to that of waterfall alone.

[00139] Curiosamente, a fusão J3-Cascata-Cas3 exibe complexas magnésio atividade endonuclease dependente NSC plasmídeos alvo. Na presença de 10 mM de Mg2++ nicks J3-Cascata-cas3 nSC pUC-À (Figura 5E, faixas 3-7), mas não é observado para a clivagem de substratos que não contêm a sequência alvo (Figura 5E, faixa 9 - 13), ou que possuem uma topologia relaxado. Nenhuma mudança da banda OC resultante é observada, em conformidade com as observações anteriores de que Cascata dissocia espontaneamente após a clivagem, sem a necessidade de atividade de helicase dependente de ATP Cas3. Em vez disso, a atividade de helicase de Cas3 parece estar envolvida na degradação exonucleolítica plasmídeo. Quando ambos de magnésio e ATP são adicionadas à reação, a degradação do plasmídeo completo ocorreu (Figura 5H).[00139] Interestingly, the J3-Cascade-Cas3 fusion complex exhibits magnesium endonuclease activity dependent on NSC target plasmids. In the presence of 10 mM Mg2++ nicks J3-Cascade-cas3 nSC pUC-À (Figure 5E, lanes 3-7), but not observed for cleavage of substrates that do not contain the target sequence (Figure 5E, lanes 9 - 13 ), or that have a relaxed topology. No change in the resulting OC band is observed, in accordance with previous observations that Cascade spontaneously dissociates after cleavage, without the need for Cas3 ATP-dependent helicase activity. Instead, Cas3 helicase activity appears to be involved in plasmid exonucleolytic degradation. When both magnesium and ATP are added to the reaction, complete plasmid degradation has occurred (Figure 5H).

[00140] Os inventores descobriram que por si só cascata é incapaz de se ligar protoespaçadores no ADN relaxado. Em contraste, os inventores descobriram que a cascata localiza eficientemente alvos de ADN super-enrolado negativamente, e subsequentemente recruta Cas3 através da subunidade Cse1. Clivagem endonucleolítica pelo domínio HD-nuclease Cas3 provoca a liberação espontânea de Cascata do DNA através da perda de super-enrolamento, remobilizando a Cascata para localizar novas metas. O alvo é em seguida progressivamente desenrolada e clivada pela atividade de helicase dependente de ATP das articulações e a atividade de nuclease de HD Cas3, levando à completa degradação do ADN alvo e a neutralização do invasor.[00140] The inventors have discovered that the cascade alone is unable to bind protospacers in relaxed DNA. In contrast, the inventors found that the cascade efficiently localizes negatively supercoiled DNA targets, and subsequently recruits Cas3 through the Cse1 subunit. Endonucleolytic cleavage by the Cas3 HD-nuclease domain causes the spontaneous release of Cascade from DNA through loss of supercoiling, remobilizing the Cascade to locate new targets. The target is then progressively uncoiled and cleaved by joint ATP-dependent helicase activity and Cas3 HD nuclease activity, leading to complete degradation of the target DNA and neutralization of the invader.

[00141] Referindo-se à Figura 6, e sem querer estar ligado a qualquer teoria em particular, um mecanismo de operação para o tipo de interferência CRISPR-I via em E. coli podem envolver (1) Em primeiro lugar, uma cascata realização crRNA digitaliza o plasmídeo de ADN de um nSC protoespaçador, com PAM adjacente. Se durante essa separação fase vertente ocorre é desconhecida. (2) protoespaçador específica sequência de ligação é conseguida através de emparelhamento de bases entre a crRNA e a cadeia complementar de DNA, formando um laço-R. Após a ligação, Cascata induz flexão do DNA. (3) A subunidade Cse1 de Cascata recruta Cas3 mediante ligação ao DNA. Isto pode ser conseguido por alterações conformacionais da cascata que ocorrem após ligação de ácido nucleico. (4) A-HD domínio (parte mais escura) de Cas3 catalisa corte Mg2+ dependentes da cadeia deslocada do circuito de R-, alterando, assim, a topologia do plasmídeo alvo de NSC OC relaxado. (5-A e 5-B) O relaxamento plasmídeo provoca dissociação espontânea de Cascata. Entretanto Cas3 exibe atividade de exonuclease dependente de ATP no plasmídeo alvo, exigindo o domínio da helicase para ADNcd alvo de desenrolamento e o domínio de HD-nuclease para a atividade de clivagem sucessiva. (6) Cas3 degrada todo o plasmídeo de uma maneira dependente de ATP, uma vez que se move ao longo através de um processo, desenrola e se unirá a meta dsDNA.[00141] Referring to Figure 6, and without wishing to be bound by any particular theory, a mechanism of operation for the CRISPR-I type of interference via in E. coli may involve (1) First, a cascade realization crRNA scans the plasmid DNA of a protospacer nSC, with adjacent PAM. Whether during this strand phase separation occurs is unknown. (2) Sequence-specific protospacer binding is achieved through base pairing between the crRNA and the complementary strand of DNA, forming an R-loop. After binding, Cascade induces DNA bending. (3) Cascade Cse1 subunit recruits Cas3 upon DNA binding. This can be accomplished by cascade conformational changes that occur after nucleic acid binding. (4) The A-HD domain (darkest part) of Cas3 catalyzes Mg2+-dependent cleavage of the displaced strand of the R- loop, thus altering the topology of the relaxed OC NSC target plasmid. (5-A and 5-B) Plasmid relaxation causes spontaneous Cascade dissociation. However, Cas3 exhibits ATP-dependent exonuclease activity in the target plasmid, requiring the helicase domain for unwinding target dsDNA and the HD-nuclease domain for successive cleavage activity. (6) Cas3 degrades the entire plasmid in an ATP-dependent manner as it moves along through a process, unwinds, and will bind to the target dsDNA.

Exemplo 6 - preparação de proteínas artificiais fusão tag Cas-strep e montagem de Cascata complexosExample 6 - Preparation of artificial proteins Cas-strep tag fusion and assembly of Cascade complexes

[00142] Complexos de cascata são produzidos e purificados como descrito em Brouns e outros, (2008) Science 321: 960 4 (2008), utilizando os plasmídeos de expressão enumerados na Tabela 3 complementar de Jore e outros, (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18: 529-537 . Cascata é rotineiramente purificado com um N terminal de Strep-tag II fundido a CASB (ou CASC em CasCDE). Cromatografia de exclusão de tamanho (Superdex 200 HR 10/30 (EG)) é realizada utilizando 20 mM Tris-HCl (pH 8,0), 0,1 M de NaCl, 1 mM de ditiotreitol. Preparações Cascata (~ 0,3 mg) foram incubadas com ADNase I (Invitrogen) na presença de MgCl2 2,5 mM durante 15 min a 37 ° C antes da análise de exclusão de tamanho. Os ácidos nucleicos que co-purificados são isolados por extração utilizando um volume igual de fenol: clorofórmio: álcool isoamílico (25:24:1) a pH 8,0 (Fluka), e incubadas com ADNase I (Invitrogen) suplementado com MgCl2 a 2,5 mM ou de RNase A ( Fermentas) durante 10 min a 37 °C. Proteínas de subunidade Cas fundidos com a sequência de aminoácidos de Strep-Tag são produzidos.[00142] Cascade complexes are produced and purified as described in Brouns et al., (2008) Science 321: 960 4 (2008), using the expression plasmids listed in the complementary Table 3 of Jore et al., (2011) Nature Structural & Molecular Biology 18: 529-537. Cascade is routinely purified with an N-terminal Strep-tag II fused to CASB (or CASC in CasCDE). Size exclusion chromatography (Superdex 200 HR 10/30 (EG)) is performed using 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 0.1 M NaCl, 1 mM dithiothreitol. Cascade preparations (~0.3 mg) were incubated with DNase I (Invitrogen) in the presence of 2.5 mM MgCl 2 for 15 min at 37°C prior to size exclusion analysis. Nucleic acids that are co-purified are isolated by extraction using an equal volume of phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25:24:1) at pH 8.0 (Fluka), and incubated with DNase I (Invitrogen) supplemented with MgCl2 at 2.5 mM or RNase A (Fermentas) for 10 min at 37°C. Cas subunit proteins fused to the Strep-Tag amino acid sequence are produced.

[00143] Ensaios de placas, mostrando a atividade biológica dos Strep-Tag subunidades Cascata são realizadas utilizando bacteriófago lambda e a eficiência de plaqueamento (EOP), foi calculado conforme descrito no Brouns e outros, (2008).[00143] Plaque assays showing the biological activity of the Strep-Tag Cascade subunits are performed using bacteriophage lambda and the plating efficiency (EOP) was calculated as described in Brouns et al., (2008).

[00144] Para a purificação de crRNA, as amostras são analisadas por par iónico inverteu-faseado-HPLC num Agilent 1100 HPLC com detector de UV260nm (Agilent), utilizando uma coluna de 50 mm x DNAsep 4,6 mm Dl (Transgenomic, San Jose, CA). A análise cromatográfica é realizada utilizando as seguintes condições tampão: A) de 0,1 M de acetato de trietilamónio (TEAA) (pH 7,0) (Fluka); B) tampão A com 25% LC MS acetonitrilo de grau (v/v) (Fisher). crRNA é obtido por injeção de Cascata intacta purificada a 75 ° C usando um gradiente linear começando a 15% de tampão B e que se estende para 60% B em 12,5 min, seguido de uma extensão linear de 100% de B durante 2 minutos com uma taxa de fluxo de 1,0 ml/min. A hidrólise do terminal fosfato cíclico foi realizada incubando a crRNA purificado por HPLC numa concentração final de HCl 0,1 M a 4 ° C durante 1 hora. As amostras são concentradas até 5-10 ul num concentrador de vácuo (Eppendorf) antes da análise por ESI-MS.[00144] For crRNA purification, samples are analyzed by reversed-phased ion-pair-HPLC on an Agilent 1100 HPLC with UV260nm detector (Agilent), using a 50 mm x DNAsep 4.6 mm Dl column (Transgenomic, San Jose, CA). Chromatographic analysis is performed using the following buffer conditions: A) 0.1 M triethylammonium acetate (TEAA) (pH 7.0) (Fluka); B) Buffer A with 25% LC MS grade (v/v) acetonitrile (Fisher). crRNA is obtained by injecting purified intact Cascade at 75°C using a linear gradient starting at 15% buffer B and extending to 60% B in 12.5 min, followed by a linear extension of 100% B for 2 minutes with a flow rate of 1.0 ml/min. Hydrolysis of the terminal cyclic phosphate was performed by incubating the HPLC-purified crRNA in a final concentration of 0.1 M HCl at 4 °C for 1 hour. Samples are concentrated to 5-10 µl in a vacuum concentrator (Eppendorf) prior to ESI-MS analysis.

[00145] Análise por espectrometria de massa de ionização Electrospray crRNA é realizada no modo negativo usando um espectrômetro de massa UHR-TOF (Maxis) ou um Ultra instrumento PTM Descoberta HCT (ambos Bruker Daltonics), acoplado a um sistema de cromatografia líquida capilar on-line (Ultimate 3000, Dionex, Reino Unido ). Separações de RNA são realizadas utilizando um monolítico (PS-DVB) coluna capilar (200 um x 50 mm de diâmetro, Dionex, Reino Unido). A cromatografia é realizada utilizando as seguintes condições tampão: C) 0,4 M de 1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2- propanol (HFIP, Sigma-Aldrich) ajustado com trietilamina (TEA) até pH 7,0 e 0,1 TEAA mM, e D) de tampão C, com 50% de metanol (v/v) (Fisher). Análise de RNA é realizada a 50 ° C com 20% de tampão D, que se estende a 40% de D, em 5 minutos, seguido de uma extensão linear de 60% D ao longo de 8 min a uma taxa de fluxo de 2 mL/min.[00145] Electrospray crRNA ionization mass spectrometry analysis is performed in negative mode using a UHR-TOF mass spectrometer (Maxis) or a PTM Discovery HCT Ultra instrument (both Bruker Daltonics), coupled to a capillary liquid chromatography system on -line (Ultimate 3000, Dionex, UK). RNA separations are performed using a monolithic (PS-DVB) capillary column (200 µm x 50 mm diameter, Dionex, UK). Chromatography is performed using the following buffer conditions: C) 0.4M 1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol (HFIP, Sigma-Aldrich) adjusted with triethylamine (TEA) to pH 7 .0 and 0.1 mM TEAA, and D) of buffer C, with 50% methanol (v/v) (Fisher). RNA analysis is performed at 50°C with 20% D buffer, extending to 40% D, in 5 minutes, followed by a linear extension of 60% D over 8 min at a flow rate of 2 mL/min.

[00146] Cascata proteína é analisada por espectrometria de massa nativa em 0,15 M de acetato de amônio (pH 8,0) a uma concentração de proteína de 5 uM. A preparação de proteína é obtido por concentração e de diluição de cinco etapas sequenciais a 4 ° C, utilizando um filtro centrífugo com um corte de 10 kDa (Millipore). Proteínas são pulverizados de capilares de vidro de borosilicato e analisadas em um LCT electrospray time-of-flight ou modificados instrumentos quadrupolo time-of-flight (tanto Waters, UK) ajustados para um ótimo desempenho na detecção de alta massa (ver Tahallah N e outros, (2001) Rápido Commun Mass Spectrom 15:. 596-601 (2001) e van den Heuvel, RH e outros, Anal Chem 78:. 7473-83 (2006) medições de massa exata do Cas proteínas individuais foram adquiridos sob condições de desnaturação (50% de acetonitrila, . MQ 50%, ácido fórmico a 0,1%) Sub-complexos em solução foi gerada pela adição de 2-propanol à solução de pulverização a uma concentração final de 5% (v/v), as configurações do instrumento foram os seguintes: voltagem. agulha ~ 1,2 kV, voltagem do cone ~ 175 V, fonte de pressão 9 mbar. Xenon foi utilizado como gás de colisão para mbar. colisão A tensão variou entre 10-200 V.[00146] Protein cascade is analyzed by native mass spectrometry in 0.15 M ammonium acetate (pH 8.0) at a protein concentration of 5 uM. The protein preparation is obtained by concentrating and diluting five sequential steps at 4 °C using a centrifugal filter with a cut-off of 10 kDa (Millipore). Proteins are sprayed from borosilicate glass capillaries and analyzed on a time-of-flight electrospray LCT or modified quadrupole time-of-flight instruments (both Waters, UK) tuned for optimal performance in detecting high mass (see Tahallah N and others, (2001) Fast Commun Mass Spectrom 15: 596-601 (2001) and van den Heuvel, RH et al., Anal Chem 78: 7473-83 (2006) Exact mass measurements of individual Cas proteins were acquired under conditions (50% acetonitrile, 50% MQ, 0.1% formic acid) Sub-complexes in solution was generated by adding 2-propanol to the spray solution at a final concentration of 5% (v/v) , the instrument settings were as follows: voltage. needle ~ 1.2 kV, cone voltage ~ 175 V, source pressure 9 mbar. Xenon was used as collision gas for mbar. collision Voltage ranged from 10-200 V .

[00147] Eletroforéticos ensaios de desvio de mobilidade (EMSA) são usados para demonstrar a atividade funcional dos complexos de cascata de ácidos nucleicos alvo. EMSA é realizada por incubação de cascata, ou CasBCDE CasCDE com 1 nM de ácido nucleico marcado em 50 mM Tris-Cl pH 7,5, 100 mM de NaCl. ADN de esperma de salmão (Invitrogen) é utilizado como competidor. As reacções de EMSA foram incubadas a 37 ° C durante 20-30 minutos antes da electroforese em géis de 5% de poliacrilamida. Os géis são secos e analisados por meio de telas de armazenamento de fósforo e um gerador de imagens de fósforo de PMI (Bio-Rad). De ligação ao ADN alvo e a atividade de clivagem de cascata é testado na presença de Ca 1-10 mM, Mg ou Mn-ions.[00147] Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSA) are used to demonstrate the functional activity of target nucleic acid cascade complexes. EMSA is performed by incubating CasBCDE, CasCDE or CasCDE with 1 nM labeled nucleic acid in 50 mM Tris-Cl pH 7.5, 100 mM NaCl. Salmon sperm DNA (Invitrogen) is used as a competitor. EMSA reactions were incubated at 37°C for 20-30 minutes prior to electrophoresis on 5% polyacrylamide gels. The gels are dried and analyzed using phosphor storage screens and a PMI phosphor imager (Bio-Rad). Target DNA binding and cleavage cascade activity is tested in the presence of 1-10 mM Ca, Mg or Mn-ions.

[00148] Alvos de DNA são longos oligonucleotídeos purificado de gel (Isogen Ciências da Vida ou Biolegio), listadas na Tabela Suplementar 3 de Jore e outros, (2011). Os oligonucleótidos são usando Y32 P-ATP (PerkinElmer) e cinase de T4 (Fermentas) marcado na extremidade. Alvos de cadeia dupla de DNA são preparados por emparelhamento de oligonucleótidos complementares e digestão de ADNcs restantes com exonuclease I (Fermentas). Alvos são rotulados RNA transcrito in vitro utilizando T7 Maxiscript ou T7 mega kits Shortscript (Ambion) com α32P- CTP (PerkinElmer) e remoção de modelo por DNase I (Fermentas) digestão. Duplo alvos de ARN de cadeia são preparados por emparelhamento RNAs complementares e digerindo excedente ARNcs com RNase T1 (Fermentas), seguido por extração com fenol.[00148] DNA targets are long gel purified oligonucleotides (Isogen Life Sciences or Biolegio), listed in Supplemental Table 3 of Jore et al., (2011). Oligonucleotides are using Y32 P-ATP (PerkinElmer) and end-labeled T4 kinase (Fermentas). Double stranded DNA targets are prepared by annealing complementary oligonucleotides and digesting remaining cDNAs with exonuclease I (Fermentas). Targets are labeled in vitro transcribed RNA using T7 Maxiscript or T7 Shortscript mega kits (Ambion) with α32P-CTP (PerkinElmer) and template removal by DNase I (Fermentas) digestion. Double stranded RNA targets are prepared by annealing complementary RNAs and digesting surplus cRNAs with RNase T1 (Fermentas), followed by extraction with phenol.

[00149] Ensaios de mudança de mobilidade do plasmídeo são realizadas utilizando pWUR613 plasmídeo contendo o protoespaçador R44. O fragmento contendo o protoespaçador é amplificado por PCR a partir de ADN genômico utilizando iniciadores P7 bacteriófago BG3297 e BG 3298 (ver Tabela 3 complementar de Jore e outros, (2011). Plasmídeo (0,4 mg) e Cascata foram misturadas numa proporção de 1:10 molar em num tampão contendo Tris-HCl a 5 (pH 7,5) e NaCl 20 mM e proteínas da cascata incubados a 37 ° C durante 30 minutos. foram, em seguida, removido por tratamento com proteinase K (Fluka) (0,15 L, 15 min, 37 ° C) seguido por extração com fenol/clorofórmio. complexos de ARN-ADN foram tratados com ARNase H (Promega) (2 U, 1 h, 37 °C).[00149] Plasmid mobility shift assays are performed using pWUR613 plasmid containing the R44 protospacer. The fragment containing the protospacer is amplified by PCR from genomic DNA using bacteriophage P7 primers BG3297 and BG 3298 (see complementary Table 3 by Jore et al., (2011). Plasmid (0.4 mg) and Cascade were mixed in a ratio of 1:10 molar in a buffer containing 5 Tris-HCl (pH 7.5) and 20 mM NaCl and cascade proteins incubated at 37°C for 30 minutes were then removed by proteinase K treatment (Fluka) (0.15 L, 15 min, 37 °C) followed by phenol/chloroform extraction. RNA-DNA complexes were treated with RNase H (Promega) (2 U, 1 h, 37 °C).

[00150] Strep-Tag-Cas fusões de proteínas de subunidade, que formam complexos de proteínas da cascata ou sub-complexos ativos com o componente de ARN (equivalente a um crRNA), têm a atividade biológica e funcional esperado de digitalização e de ligação e de clivagem de alvos de ácidos nucleicos específicas. As fusões das subunidades Cas com as cadeias de aminoácidos de corantes fluorescentes também formar complexos de cascata e sub-complexos com o componente de ARN (equivalente a crRNA) que retém a atividade biológica e funcional e permite a visualização da localização de uma sequência de ácido nucleico alvo em ds DNA, por exemplo.[00150] Strep-Tag-Cas subunit protein fusions, which form cascade protein complexes or active sub-complexes with the RNA component (equivalent to a crRNA), have the expected biological and functional activity of scanning and binding and cleavage of specific nucleic acid targets. Fusions of the Cas subunits with the amino acid chains of fluorescent dyes also form cascade complexes and sub-complexes with the RNA component (crRNA equivalent) that retain biological and functional activity and allow visualization of the location of an acid sequence. target nucleic in ds DNA, for example.

Exemplo 7 - Um par Cascata de nuclease e teste de atividade in vitro de nucleaseExample 7 - A pair Nuclease cascade and in vitro nuclease activity test

[00151] Seis mutações designadas "Sharkey" foram introduzidas por mutagênese ao acaso, e rastreio para melhorar a atividade de nuclease e estabilidade do domínio nuclease não específica de Flavobacterium okeanokoites enzima de restrição Fokl (ver Guo, J. e outros, (2010) J. Mol. Biol 400:. 96-107). Outras mutações foram introduzidas que reduzir a atividade off-alvo clivagem. Isto é conseguido por engenharia interações eletrostáticas na interface do dímero FokI de um par ZFN, criando uma variante FokI com uma interface com carga positiva (KKR, E490K, I538K, H537R) e outro com uma interface com carga negativa (ELD, Q486E, I499L, N496D ) (. ver Doyon, Y., e outros, (2011) Nature Methods 8: 74-9). Cada uma destas variantes é cataliticamente inactivo como um homodímero, reduzindo, assim, a frequência de corte para fora do alvo. Plano Cascata-nuclease[00151] Six mutations designated "Sharkey" were introduced by random mutagenesis, and screening to improve nuclease activity and stability of the nonspecific nuclease domain of Flavobacterium okeanokoites restriction enzyme Fokl (see Guo, J. et al., (2010) J. Mol. Biol 400: 96-107). Other mutations have been introduced that reduce off-target cleavage activity. This is achieved by engineering electrostatic interactions at the FokI dimer interface of a ZFN pair, creating a FokI variant with a positively charged interface (KKR, E490K, I538K, H537R) and another with a negatively charged interface (ELD, Q486E, I499L). , N496D) (see Doyon, Y., et al., (2011) Nature Methods 8: 74-9). Each of these variants is catalytically inactive as a homodimer, thus reducing the off-target cut-off frequency. Cascade-nuclease plan

[00152] Nós fundida na tradução com melhorados nucleases FokI para o N-terminal de Cse1 para gerar variantes de Cse1 sendo FokIKKR-Cse1 e FokIELD-Cse1, respectivamente. Estas duas variantes são co-expressa com subunidades Cascata (Cse2, CAS7, cas5 e Cas6e), e um dos dois plasmídeos CRISPR distintos com espaçadores uniformes. Isso carrega o complexo CascataKKR com uniforme P7- crRNA, eo complexo CascataELD com uniforme M13 g8-crRNA. Estes complexos são purificados usando o N-terminal marcado com StrepII Cse2 como descrito no Jore, MM, e outros, (2011) Nat. Struct. Mol. Biol. 18 (5): 529-536. Além disso, um etapa de purificação adicional pode ser realizada utilizando um FokI N-terminal marcado com His, para assegurar a purificação de comprimento completo e os complexos de fusão da cascata de nuclease intactas.[00152] We fused translationally with improved FokI nucleases to the N-terminus of Cse1 to generate variants of Cse1 being FokIKKR-Cse1 and FokIELD-Cse1, respectively. These two variants are co-expressed with Cascade subunits (Cse2, CAS7, cas5 and Cas6e), and one of two distinct CRISPR plasmids with uniform spacers. This loads the CascataKKR complex with uniform P7-crRNA, and the CascataELD complex with uniform M13 g8-crRNA. These complexes are purified using the StrepII labeled N-terminus Cse2 as described in Jore, MM, et al., (2011) Nat. Struct. Mol. Biol. 18(5): 529-536. In addition, an additional purification step can be performed using a His-tagged N-terminal FokI to ensure full-length purification and intact nuclease cascade fusion complexes.

[00153] As sequências de aminoácidos e nucleotídeo das proteínas de fusão empregadas neste exemplo foram como segue: >sequência de nucleotídeos de FokI-(Sharkey-ELD)-Cse1 ATGGCTCAACTGGTTAAAAGCGAACTGGAAGAGAAAAAAA AGTGAACTGCGCCACAAACTGAAATATGTGCCGCATGAATATATC GAGCTGATTGAAATTGCACGTAATCCGACCCAGGATCGTATTCTG GAAATGAAAGTGATGGAATTTTTTATGAAAGTGTACGGCTATCGCG GTGAACATCTGGGTGGTAGCCGTAAACCGGATGGTGCAATTTATA CCGTTGGTAGCCCGATTGATTATGGTGTTATTGTTGATACCAAAGC CTATAGCGGTGGTTATAATCTGCCGATTGGTCAGGCAGATGAAAT GGAACGTTATGTGGAAGAAAATCAGACCCGTGATAAACATCTGAA TCCGAATGAATGGTGGAAAGTTTATCCGAGCAGCGTTACCGAGTT TAAATTCCTGTTTGTTAGCGGTCACTTCAAAGGCAACTATAAAGCA CAGCTGACCCGTCTGAATCATATTACCAATTGTAATGGTGCAGTTC TGAGCGTTGAAGAACTGCTGATTGGTGGTGAAATGATTAAAGCAG GCACCCTGACCCTGGAAGAAGTTCGTCGCAAATTTAACAATGGCG AAATCAACTTTGCGGATCCCACCAACCGCGCGAAAGGCCTGGAA GCGGTGAGCGTGGCGAGCatgaattt gcttattgataactggattcctgtacgcccgcgaaacggggggaaagtccaaatcataaatctgc aatcgctatactgcagtagagatcagtggcgattaagtttgccccgtgacgatatggaactggccg 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QESNLRYTGFLKEKFTFTVNGLWPHPHSPCLVTVKKGEVEEKFLAFT TSAPSWTQISRVVVDKIIQNENGNRVAAVVNQFRNIAPQSPLELIMGG YRNNQASILERRHDVLMFNQGWQQYGNVINEIVTVGLGYKTALRKAL YTFAEGFKNKDFKGAGVSVHETAERHFYRQSELLIPDVLANVNFSQA DEVIADLRDKLHQLCEMLFNQSVAPYAHHPKLISTLALARATLYKHLR ELKPQGGPSNG* [SEQ ID NO: 19] >sequência de nucleotídeos de FokI-(Sharkey-KKR)-Cse1 ATGGCTCAACTGGTTAAAAGCGAACTGGAAGAGAAAAA AAGTGAACTGCGCCACAAACTGAAATATGTGCCGCATGAATATAT CGAGCTGATTGAAATTGCACGTAATCCGACCCAGGATCGTATTCT GGAAATGAAAGTGATGGAATTTTTTATGAAAGTGTACGGCTATCGC GGTGAACATCTGGGTGGTAGCCGTAAACCGGATGGTGCAATTTAT ACCGTTGGTAGCCCGATTGATTATGGTGTTATTGTTGATACCAAAG CCTATAGCGGTGGTTATAATCTGCCGATTGGTCAGGCAGATGAAA TGCAGCGTTATGTGAAAGAAAATCAGACCCGCAACAAACATATTAA CCCGAATGAATGGTGGAAAGTTTATCCGAGCAGCGTTACCGAGTT TAAATTCCTGTTTGTTAGCGGTCACTTCAAAGGCAACTATAAAGCA CAGCTGACCCGTCTGAATCGTAAAACCAATTGTAATGGTGCAGTT CTGAGCGTTGAAGAACTGCTGATTGGTGGTGAAATGATTAAAGCA GGCACCCTGACCCTGGAAGAAGTTCGTCGCAAATTTAACAATGGC GAAATCAACTTTGCGGATCCCACCAACCGCGCGAAAGGCCTGGA 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cttgcccgcgccacgctatacaaacatttacgggagttaaaaccgcaaggagggccatcaaatg gctga [SEQ ID NO: 22] >sequência de proteína de His6-Dual-monopartido NLS SV40- FokI- (Sharkey-KKR)-Csel MHHHHHHPKKKRKVDPKKKRKVEDPKDMAQLVKSELEE KKSELRHKLKYVPHEYIELIEIARNPTQDRILEMKVMEFFMKVYGYRG EHLGGSRKPDGAIYTVGSPIDYGVIVDTKAYSGGYNLPIGQADEMQR YVKENQTRNKHINPNEWWKVYPSSVTEFKFLFVSGHFKGNYKAQLT RLNRKTNCNGAVLSVEELLIGGEMIKAGTLTLEEVRRKFNNGEINFAD PTNRAKGLEAVSVASMNLLIDNWIPVRPRNGGKVQIINLQSLYCSRDQ WRLSLPRD50 DMELAALAL LVCIGQIIAPAKDDVEFRHRIMNPLTEDEFQQLIAPWIDM FYLNHAEHPFMQTKGVKANDVTPMEKLLAGVSGATNCAFVNQPGQ GEALCGGCTAIALFNQANQAPGFGGGFKSGLRGGTPVTTFVRGIDLR STVLLNVLTLPRLQKQFPNESHTENQPTWIKPIKSNESIPASSIGFVRG LFWQPAHIELCDPIGIGKCSCCGQESNLRYTGFLKEKFTFTVNGLWP HPHSPCLVTVKKGEVEEKFLAFTTSAPSWTQISRVVVDKIIQNENGNR VAAVVNQFRNIAPQSPLELIMGGYRNNQASILERRHDVLMFNQGWQ QYGNVINEIVTVGLGYKTALRKALYTFAEGFKNKDFKGAGVSVHETAE RHFYRQSELLIPDVLANVNFSQADEVIADLRDKLHQLCEMLFNQSVA PYAHHPKLISTLALARATLYKHLRELKPQGGPSNG* [SEQ ID NO: 23] >sequência de nucleotídeos of His6-Dual-monopartido NLS SV40 - FokI (Sharkey-ELD)- Cse1 ATGcatcaccatcatcaccacCCGAAAAAAAAGCGCAAAGTGG ATCCGAAGAAAAAACGTAAAGTTGAAGATCCGAAAGACATGGCTC AACTGGTTAAAAGCGAACTGGAAGAGAAAAAAAGTGAACTGCGCC ACAAACTGAAATATGTGCCGCATGAATATATCGAGCTGATTGAAAT TGCACGTAATCCGACCCAGGATCGTATTCTGGAAATGAAAGTGAT GGAATTTTTTATGAAAGTGTACGGCTATCGCGGTGAACATCTGGG TGGTAGCCGTAAACCGGATGGTGCAATTTATACCGTTGGTAGCCC GATTGATTATGGTGTTATTGTTGATACCAAAGCCTATAGCGGTGGT TATAATCTGCCGATTGGTCAGGCAGATGAAATGGAACGTTATGTG GAAGAAAATCAGACCCGTG ATAAACATCTGAATCCGAATGAATGG TGGAAAGTTTATCCGAGCAGCGTTACCGAGTTTAAATTCCTGTTTG TTAGCGGTCACTTCAAAGGCAACTATAAAGCACAGCTGACCCGTC TGAATCATATTACCAATTGTAATGGTGCAGTTCTGAGCGTTGAAGA ACTGCTGATTGGTGGTGAAATGATTAAAGCAGGCACCCTGACCCT GGAAGAAGTTCGTCGCAAATTTAACAATGGCGAAATCAACTTTGC GGATCCCACCAACCGCGCGAAAGGCCTGGAAGCGGTGAGCGTG GCGAGCatgaatttgcttattgataactggattcctgtacgcccgcgaaacggggggaaagtc caaatcataaatctgcaatcgctatactgcagtagagatcagtggcgattaagtttgccccgtgac gatatggaactggccgctttagcactgctggtttgcattgggcaaattatcgccccggcaaaagat gacgttgaatttcgacatcgcataatgaatccgctcactgaagatgagtttcaacaactcatcgcgc cgtggatagatatgttctaccttaatcacgcagaacatccctttatgcagaccaaaggtgtcaaag caaatgatgtgactccaatggaaaaactgttggctggggtaagcggcgcgacgaattgtgcattt gtcaatcaaccggggcagggtgaagcattatgtggtggatgcactgcgattgcgttattcaaccag gcgaatcaggcaccaggttttggtggtggttttaaaagcggtttacgtggaggaacacctgtaaca acgttcgtacgtgggatcgatcttcgttcaacggtgttactcaatgtcctcacattacctcgtcttcaaa aacaatttcctaatgaatcacatacggaaaaccaacctacctggattaaacctatcaagtccaatg agtctatacctgcttcgtcaattggg tttgtccgtggtctattctggcaaccagcgcatattgaattatg cgatcccattgggattggtaaatgttcttgctgtggacaggaaagcaatttgcgttataccggttttctt aagga aaaatttacctttacagttaatgggctatggccccatccgcattccccttgtctggtaacagtcaaga aaggggaggttgaggaaaaatttcttgctttcaccacctccgcaccatcatggacacaaatcagc cgagttgtggtagataagattattcaaaatgaaaatggaaatcgcgtggcggcggttgtgaatcaa ttcagaaatattgcgccgcaaagtcctcttgaattgattatggggggatatcgtaataatcaagcatc tattcttgaacggcgtcatgatgtgttgatgtttaatcaggggtggcaacaatacggcaatgtgataa acgaaatagtgactgttggtttgggatataaaacagccttacgcaaggcgttatatacctttgcaga agggtttaaaaataaagacttcaaaggggccggagtctctgttcatgagactgcagaaaggcatt tctatcgacagagtgaattattaattcccgatgtactggcgaatgttaatttttcccaggctgatgaggt aatagctgatttacgagacaaacttcatcaattgtgtgaaatgctatttaatcaatctgtagctccctat gcacatcatcctaaattaataagcacattagcgcttgcccgcgccacgctatacaaacatttacgg gagttaaaaccgcaaggagggccatcaaatggctga [SEQ ID NO: 24] >sequência de proteína de His6-Dual-monopartido NLS SV40-FokI- (Sharkey-ELD)- Cse1 MHHHHHHPKKKRKVDPKKKRKVEDPKDMAQLVKSELEE KKSELRHKLKYVPHEYIELI EIARNPTQDRILEMKVMEFFMKVYGYRGE HLGGSRKPDGAIYTVGSPIDYGVIVDTKAYSGGYNLPIGQADEMERYV EENQTRDKHLNPNEWWKVYPSSVTEFKFLFVSGHFKGNYKAQLTRLN HITNCNGAVLSVEELLIGGEMIKAGTLTLEEVRRKFNNGEINFADPTNRA KGLEAVSVASMNLLIDNWIPVRPRNGGKVQIINLQSLYCSRDQWRLSLP RDDMELAALALLVCIGQIIAPAKDDVEFRHRIMNPLTEDEFQQLIAPWID MFYLNHAEHPFMQTKGVKANDVTPMEKLLAGVSGATNCAFVNQPGQ GEALCGGCTAIALFNQANQAPGFGGGFKSGLRGGTPVTTFVRGIDLRS TVLLNVLTLPRLQKQFPNESHTENQPTWIKPIKSNESIPASSIGFVRGLF WQPAHIELCDPIGIGKCSCCGQESNLRYTGFLKEKFTFTVNGLWPHPH SPCLVTVKKGEVEEKFLAFTTSAPSWTQISRVVVDKIIQNENGNRVAAV VNQFRNIAPQSPLELIMGGYRNNQASILERRHDVLMFNQGWQQYGNVI NEIVTVGLGYKTALRKALYTFAEGFKNKDFKGAGVSVHETAERHFYRQ SELLIPDVLANVNFSQADEVIADLRDKLHQLCEMLFNQSVAPYAHHPKLI STLALARATLYKHLRELKPQGGPSNG* [SEQ ID NO: 25] Ensaio da clivagem do DNA

[00154] A especificidade e atividade dos complexos foi testada usando um plasmídeo alvo artificialmente construído como um substrato. Este plasmídeo contém os locais de ligação de M13 e P7 em cadeias opostas de tal modo que ambos os domínios FokI enfrentam uns aos outros (ver Figura 11). A distância entre os locais de ligação em cascata varia entre 25 e 50 pares de bases, com incrementos de 5 pb. À medida que os sítios de ligação de Cascata precisam ser ladeado por qualquer um dos quatro sequências PAM conhecidos (5'-protoespaçador- CTT/CAT/CTC/CCT-3 'esta distância dá flexibilidade suficiente para projetar um tal par para quase qualquer sequência.[00154] The specificity and activity of the complexes was tested using an artificially constructed target plasmid as a substrate. This plasmid contains the M13 and P7 binding sites on opposite strands such that both FokI domains face each other (see Figure 11). The distance between the cascade binding sites varies between 25 and 50 base pairs, in 5 bp increments. As the Cascade binding sites need to be flanked by any of the four known PAM sequences (5'-protospacer- CTT/CAT/CTC/CCT-3' this distance gives enough flexibility to design such a pair for almost any sequence .

[00155] As sequências dos plasmídeos alvo utilizadas são como se segue. O número indica a distância entre os locais alvo M13 e P7. Protoespaçadores são mostrados em negrito, sublinhado PAMs:[00155] The target plasmid sequences used are as follows. The number indicates the distance between the M13 and P7 target locations. Protospacers are shown in bold, underlined PAMs:

[00156] Sequências dos plasmídeos alvo. O número indica a distância entre os locais alvo M13 e P7. (protoespaçadores em negrito, PAMs sublinhado) >50 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGGA ATCTGAACAATACCGTCTTGCTTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTA GTCCTCAGCCTAGGCCTCGTTCCGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAG GGTGACGATCCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 26] >45 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTAGTC CTCAGCCTAGGCCTCGTTCAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGA CGATCCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 27] >40 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTAGTCCT CAGCCTAGGCCTCGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGAT CCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 28] >35 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGGA TCTGAACAATACCGTCTTGCGCTAGCTCTAGAACTAGTCCTCAGC CTAGGCCTAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCA TAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 29] >30 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTGCTAGCTCTAGAACTAGTCCTCAGCC TAGGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCATAGG CGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 30] >25 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTCTCTAGAACTAGTCCTCAGCCTAGGA AGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCATAGGCGGCC TTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 31][00156] Sequences of the target plasmids. The number indicates the distance between the M13 and P7 target locations. (protoespaçadores em negrito, PAMs sublinhado) >50 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGGA ATCTGAACAATACCGTCTTGCTTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTA GTCCTCAGCCTAGGCCTCGTTCCGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAG GGTGACGATCCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 26] >45 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTAGTC CTCAGCCTAGGCCTCGTTCAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGA CGATCCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 27] >40 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTCGAGCGCTAGCTCTAGAACTAGTCCT CAGCCTAGGCCTCGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGAT CCCGCATAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 28] >35 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGGA TCTGAACAATACCGTCTTGCGCTAGCTCTAGAACTAGTCCTCAGC CTAGGCCTAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCA TAGGCGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 29] >30 bp gaattcACAACGGTGAGCAAGTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTGCTAGCTCTAGAACTAGTCCTCAGCC TAGGAAGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCCGCATAGG CGGCCTTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 30] >25 bp gaattcACAACGGTGAGCAA GTCACTGTTGGCAAGCCAGG ATCTGAACAATACCGTCTTCTCTAGAACTAGTCCTCAGCCTAGGA AGCTGTCTTTCGCTGCTGAGGGTGACGATCCGCATAGGCGGCC TTTAACTCggatcc [SEQ ID NO: 31]

[00157] A clivagem dos plasmídeos alvo foi analisado em géis de agarose, em que super-enrolado negativamente (NSC) plasmídeo pode ser distinguido a partir do plasmídeo linearizado, ou cortada. O local de clivagem do par CascataKKR/ELD num vector alvo foi determinada isolando os produtos de clivagem lineares de um gel de agarose e o preenchimento do recesso 3 'extremidades esquerda por FokI clivagem com o fragmento Klenow da polimerase de E. coli ADN para criar extremidades embotadas . O vetor linear foi auto-ligado, transformada, amplificado, isolado e sequenciado. O preenchimento do recesso 3 'e re-ligação vai levar a nucleotídeos extras na sequência que representa o excesso deixado por FokI clivagem. Ao alinhar a sequência lê para a sequência original, os locais de clivagem pode ser encontrada em um nível clonal e mapeados. Abaixo, as bases adicionais incorporados na sequência após o preenchimento de recesso extremidades 3 'deixado por FokI clivagem são sublinhadas: FokI cleavage 5’ CTTGCGCTAGCTCTAGAA CTAGTCCTCAGCCTAGGCCTAAG 3’ 3’ GAACGCGATCGAGATCTTGATC AGGAGTCGGATCCGGATTC 5’ 3’ fill in, ligation 5’ CTTGCGCTAGCTCTAGAACTAG - CTAGTCCTCAGCCTAGGCCTAAG 3’ 3’ GAACGCGATCGAGATCTTGATC - GATCAGGAGTCGGATCCGGATTC 5’[00157] Cleavage of the target plasmids was analyzed on agarose gels, in which negatively supercoiled (NSC) plasmid could be distinguished from the linearized, or clipped, plasmid. The cleavage site of the CascadeKKR/ELD pair in a target vector was determined by isolating the linear cleavage products from an agarose gel and filling the recess 3' left ends by FokI cleavage with the Klenow fragment of E. coli DNA polymerase to create blunt ends. The linear vector was self-ligated, transformed, amplified, isolated and sequenced. Filling the 3' recess and re-ligation will lead to extra nucleotides in the sequence representing the excess left over by FokI cleavage. By aligning the sequence reads to the original sequence, the cleavage sites can be found at a clonal level and mapped. Below, the additional bases incorporated into the sequence after filling in the recessed 3' ends left by FokI cleavage are underlined: FokI cleavage 5' CTTGCGCTAGCTCTAGAA CTAGTCCTCAGCCTAGGCCTAAG 3' 3' GAACGCGATCGAGATCTTGATC AGGAGTCGGATCCGGATTC 5' 3' fill in, ligation 5' CTTGCGCTAGCTCTAGAACTAG - CTAG 3' GAACGCGATCGAGATCTTGATC - GATCAGGAGTCGGATCCGGATTC 5'

[00158] A leitura a partir de cima para baixo, as extremidades 5 '- 3' sequências acima são SEQ ID NO: 32 a 35, respectivamente.[00158] Reading from top to bottom, the 5'-3' ends of the above sequences are SEQ ID NOs: 32 to 35, respectively.

[00159] A clivagem de um localização alvo em células humanas.[00159] Cleavage of a target location in human cells.

[00160] O gene CCR5 humano codifica a proteína do tipo receptor 5 de quimiocina CC, que serve como o receptor para o vírus da imunodeficiência humana (HIV) na superfície de células brancas do sangue. O gene de CCR5 é orientada através de um par de nucleases CascataKKR/ELD além de um localização artificial GFP. Um par sítio de ligação adequado é selecionado na região codificadora de CCR5. Duas matrizes CRISPR separados contendo espaçadores uniformes de segmentação de cada um dos locais de ligação são construídos usando a síntese de ADN (Geneart).[00160] The human CCR5 gene encodes the CC chemokine receptor type 5 protein, which serves as the receptor for the human immunodeficiency virus (HIV) on the surface of white blood cells. The CCR5 gene is targeted through a Cascade KKR/ELD nuclease pair in addition to an artificial GFP localization. A suitable binding site pair is selected in the CCR5 coding region. Two separate CRISPR arrays containing uniform spacers targeting each of the binding sites are constructed using DNA synthesis (Geneart).

[00161] A seleção do gene alvo CCR5 humano e os modelos de CRISPR empregados são como segue:[00161] The selection of the human CCR5 target gene and the CRISPR models employed are as follows:

[00162] Parte da sequência CCR5humana genômica, contendo toda ORF (posição 347-1446). GGTGGAACAAGATGGATTATCAAGTGTCAAGTCCAATCT ATGACATCAATTATTATACATCGGAGCCCTGCCAAAAAATCAATGT GAAGCAAATCGCAGCCCGCCTCCTGCCTCCGCTCTACTCACTGGT GTTCATCTTTGGTTTTGTGGGCAACATGCTGGTCATCCTCATCCTG ATAAACTGCAAAAGGCTGAAGAGCATGACTGACATCTACCTGCTC AACCTGGCCATCTCTGACCTGTTTTTCCTTCTTACTGTCCCCTTCT GGGCTCACTATGCTGCCGCCCAGTGGGACTTTGGAAATACAATGT GTCAACTCTTGACAGGGCTCTATTTTATAGGCTTCTTCTCTGGAAT CTTCTTCATCATCCTCCTGACAATCGATAGGTACCTGGCTGTCGTC CATGCTGTGTTTGCTTTAAAAGCCAGGACGGTCACCTTTGGGGTG GTGACAAGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTCTCTC CCAGGAATCATCTTTACCAGATCTCAAAAAGAAGGTCTTCATTACA CCTGCAGCTCTCATTTTCCATACAGTCAGTATCAATTCTGGAAGAA TTTCCAGACATTAAAGATAGTCATCTTGGGGCTGGTCCTGCCGCT GCTTGTCATGGTCATCTGCTACTCGGGAATCCTAAAAACTCTGCTT CGGTGTCGAAATGAGAAGAAGAGGCACAGGGCTGTGAGGCTTAT CTTCACCATCATGATTGTTTATTTTCTCTTCTGGGCTCCCTACAACA TTGTCCTTCTCCTGAACACCTTCCAGGAATTCTTTGGCCTGAATAA TTGCAGTAGCTCTAACAGGTTGGACCAAGCTATGCAGGTGACAGA GACTCTTGGGATGACGCACTGCTGCATCAACCCCATCATCTATGC CTTTGTCGGGGAGAAGTTCAGAAACTACCTCTTAGTCTTCTTCCAA AAGCACATTGCCAAACGCTTCTGCAAATGCTGTTCTATTTTCCAGC AAGAGGCTCCCGAGCGAGCAAGCTCAGTTTACACCCGATCCACT GGGGAGCAGGAAATATCTGTGGGCTTGTGACACGGACTCAAGTG GGCTGGTGACCCAGTC [SEQ ID NO: 36][00162] Part of the CCR5human genomic sequence, containing the entire ORF (position 347-1446). GGTGGAACAAGATGGATTATCAAGTGTCAAGTCCAATCT ATGACATCAATTATTATACATCGGAGCCCTGCCAAAAAATCAATGT GAAGCAAATCGCAGCCCGCCTCCTGCCTCCGCTCTACTCACTGGT GTTCATCTTTGGTTTTGTGGGCAACATGCTGGTCATCCTCATCCTG ATAAACTGCAAAAGGCTGAAGAGCATGACTGACATCTACCTGCTC AACCTGGCCATCTCTGACCTGTTTTTCCTTCTTACTGTCCCCTTCT GGGCTCACTATGCTGCCGCCCAGTGGGACTTTGGAAATACAATGT GTCAACTCTTGACAGGGCTCTATTTTATAGGCTTCTTCTCTGGAAT CTTCTTCATCATCCTCCTGACAATCGATAGGTACCTGGCTGTCGTC CATGCTGTGTTTGCTTTAAAAGCCAGGACGGTCACCTTTGGGGTG GTGACAAGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTCTCTC CCAGGAATCATCTTTACCAGATCTCAAAAAGAAGGTCTTCATTACA CCTGCAGCTCTCATTTTCCATACAGTCAGTATCAATTCTGGAAGAA TTTCCAGACATTAAAGATAGTCATCTTGGGGCTGGTCCTGCCGCT GCTTGTCATGGTCATCTGCTACTCGGGAATCCTAAAAACTCTGCTT CGGTGTCGAAATGAGAAGAAGAGGCACAGGGCTGTGAGGCTTAT CTTCACCATCATGATTGTTTATTTTCTCTTCTGGGCTCCCTACAACA TTGTCCTTCTCCTGAACACCTTCCAGGAATTCTTTGGCCTGAATAA TTGCAGTAGCTCTAACAGGTTGGACCAAGCTATGCAGGTGACAGA GACTCTTGGGATGACGCACTGCTGCATCAACCCCATCATCTATGC CTTTGTCGGGGAGAAGTTCAGAAACTACCTCTTAGTCTTCTTCCAA AAGCACATTGCCAAACGCTTCTGCAAATG CTGTTCTATTTTCCAGC AAGAGGCTCCCGAGCGAGCAAGCTCAGTTTACACCCGATCCACT GGGGAGCAGGAAATATCTGTGGGCTTGTGACACGGACTCAAGTG GGCTGGTGACCCAGTC [SEQ ID NO: 36]

[00163] Vermelho 1/2: locais alvo escolhidos (distância: 34 bp, PAM 5’-CTT-3’). "Vermelho 1 é primeiro aparecimento da sequência sublinhada no acima. Vermelho 2 é a segunda sequência sublinhada.[00163] Red 1/2: chosen target sites (distance: 34 bp, PAM 5'-CTT-3'). "Red 1 is first appearance of the underlined sequence in the above. Red 2 is the second underlined sequence.

[00164] Arranjo da CRISPR vermelho 1 (itálico = espaçadores, = repetições de negrito) ccatggTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTAGCTGATCT TTAATAATAAGGAAATGTTACATTAAGGTTGGTGGGTTGTTTTTATG GGAAAAAATGCTTTAAGAACAAATGTATACTTTTAGAGAGTTCCCC GCGCCAGCGGGGATAAACCGCAAACACAGCATGGACGACAGCC AGGTACCTAGAGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGCAAACA CAGCATGGACGACAGCCAGGTACCTAGAGTTCCCCGCGCCAGCG GGGATAAACCGCAAACACAGCATGGACGACAGCCAGGTACCTAG AGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGAAAACAAAAGGCTCAG TCGGAAGACTGGGCCTTTTGTTTTAACCCCTTGGGGCCTCTAAAC GGGTCTTGAGGGGTTTTTTGggtacc [SEQ ID NO: 37][00164] Arranjo da CRISPR vermelho 1 (itálico = espaçadores, = repetições de negrito) ccatggTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTAGCTGATCT TTAATAATAAGGAAATGTTACATTAAGGTTGGTGGGTTGTTTTTATG GGAAAAAATGCTTTAAGAACAAATGTATACTTTTAGAGAGTTCCCC GCGCCAGCGGGGATAAACCGCAAACACAGCATGGACGACAGCC AGGTACCTAGAGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGCAAACA CAGCATGGACGACAGCCAGGTACCTAGAGTTCCCCGCGCCAGCG GGGATAAACCGCAAACACAGCATGGACGACAGCCAGGTACCTAG AGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGAAAACAAAAGGCTCAG TCGGAAGACTGGGCCTTTTGTTTTAACCCCTTGGGGCCTCTAAAC GGGTCTTGAGGGGTTTTTTGggtacc [SEQ ID NO: 37]

[00165] Arranjo de CRISPR vermelho 2 (itálicos: espaçadores, negrito: repetições) ccatggTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTAGCTGATCT TTAATAATAAGGAAATGTTACATTAAGGTTGGTGGGTTGTTTTTATG GGAAAAAATGCTTTAAGAACAAATGTATACTTTTAGAGAGTTCCCC GCGCCAGCGGGGATAAACCGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGT GTTTGCGTGAGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGTGTGATC ACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTGAGTTCCCCGCGCCAGCGG GGATAAACCGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTGA GTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGAAAACAAAAGGCTCAGT CGGAAGACTGGGCCTTTTGTTTTAACCCCTTGGGGCCTCTAAACG GGTCTTGAGGGGTTTTTTGggtacc [SEQ ID NO: 38] Liberação de CascataKKR/ELD no núcleo das células de humanos[00165] Arranjo de CRISPR vermelho 2 (itálicos: espaçadores, negrito: repetições) ccatggTAATACGACTCACTATAGGGAGAATTAGCTGATCT TTAATAATAAGGAAATGTTACATTAAGGTTGGTGGGTTGTTTTTATG GGAAAAAATGCTTTAAGAACAAATGTATACTTTTAGAGAGTTCCCC GCGCCAGCGGGGATAAACCGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGT GTTTGCGTGAGTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGTGTGATC ACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTGAGTTCCCCGCGCCAGCGG GGATAAACCGTGTGATCACTTGGGTGGTGGCTGTGTTTGCGTGA GTTCCCCGCGCCAGCGGGGATAAACCGAAAACAAAAGGCTCAGT CGGAAGACTGGGCCTTTTGTTTTAACCCCTTGGGGCCTCTAAACG GGTCTTGAGGGGTTTTTTGggtacc [SEQ ID NO: 38] Liberação de CascataKKR/ELD no núcleo das células de humanos

[00166] Cascata é muito estável como um multi-subunidade da proteína-RNA complexo e é facilmente produzida em quantidades mg, em E. coli. Transfecção ou micro-injeção do complexo na sua forma intacta como purificada a partir de E. coli é usada como método de entrega (ver Figura 12). Como mostrado na Figura 12, nucleases Cascata-FokI são purificados a partir de E. coli e encapsulado em vesículas de proteínas de transfecção. Estes são então fundidas com a membrana celular de células HepG2 humanas liberando as nucleases no citoplasma (etapa 2). Sequências NLS são, então, ser reconhecido por proteínas importantes, que facilitam a passagem nucleopore (etapa 3). CascataKKR (retângulo aberto) e CascataELD (retângulo preenchido), em seguida, encontrar e unir seu local de destino (etapa 4.), Induzindo vias de reparo de DNA que irá alterar o site de destino que leva a alterações desejadas. Nucleases CascataKKR/ELD precisam agir apenas uma vez e não necessitam de presença permanente no celular codificado em DNA.[00166] Cascade is very stable as a multi-subunit protein-RNA complex and is readily produced in mg amounts in E. coli. Transfection or micro-injection of the complex in its intact form as purified from E. coli is used as the delivery method (see Figure 12). As shown in Figure 12, Cascade-FokI nucleases are purified from E. coli and encapsulated in transfection protein vesicles. These are then fused with the cell membrane of human HepG2 cells releasing the nucleases into the cytoplasm (step 2). NLS sequences are then to be recognized by important proteins, which facilitate nucleopore passage (step 3). CascadeKKR (open rectangle) and CascadeELD (filled rectangle) then find and join their target site (step 4.), inducing DNA repair pathways that will alter the target site leading to desired changes. CascataKKR/ELD nucleases need to act only once and do not need a permanent presence in the DNA-encoded cell.

[00167] Para liberar a Cascata em células humanas, reagentes de transfecção de proteínas são usadas a partir de várias fontes, incluindo Pierce, NEB, Fermentas e Clontech. Estes reagentes foram recentemente desenvolvidas para a administração de anticorpos, e são úteis para transfecção de uma ampla gama de linhas de células humanas com eficiências de até 90%. As células HepG2 humanas são transfectadas. Além disso, outras linhas de células, incluindo células CHO-K1, COS-7, HeLa, e células estaminais embrionárias não, são transfectadas.[00167] To deliver the Cascade into human cells, protein transfection reagents are used from various sources including Pierce, NEB, Fermentas and Clontech. These reagents have recently been developed for the administration of antibodies, and are useful for transfecting a wide range of human cell lines with efficiencies of up to 90%. Human HepG2 cells are transfected. In addition, other cell lines, including CHO-K1, COS-7, HeLa, and non-embryonic stem cells, are transfected.

[00168] Para importar o par de nuclease CascataKKR/ELD no núcleo, um conjunto monopartidos sinal de localização nuclear (NLS) do grande antigénio T do vírus símio 40 (SV40) é fundida com o terminal N de FokI. Isso garante importação de apenas intacta CascataKKR/ELD para o núcleo. (O complexo do poro nuclear transloca polimerases de RNA (550 kDa) e outros grandes complexos de proteínas). Como uma verificação antes de transformações, a atividade nuclease do par nuclease CascataKKR/ELD é verificada in vitro utilizando complexos purificados e amplicons CCR5 PCR para excluir transfecção pares nuclease CascataKKR/ELD não produtiva. Ensaio de sobrevivência[00168] To import the Cascade KKR/ELD nuclease pair into the nucleus, a single-part nuclear localization signal (NLS) set of simian virus large T antigen 40 (SV40) is fused to the N-terminus of FokI. This ensures only intact CascadeKKR/ELD import to the core. (The nuclear pore complex translocates RNA polymerases (550 kDa) and other large protein complexes.) As a pre-transformation check, the nuclease activity of the CascadeKKR/ELD nuclease pair is verified in vitro using purified complexes and CCR5 PCR amplicons to exclude non-productive CascadeKKR/ELD nuclease pair transfection. survival trial

[00169] As células transfectadas são cultivadas e passadas por vários dias. A eficiência in vivo da clivagem do ADN alvo é então avaliada utilizando o ensaio de Surveyor Guschin, DY, et. al, (2010) Methods Mol. Biol, 649:. 247-256. Resumidamente, fragmentos amplificados por PCR do localização de ADN alvo serão misturados 1:1 com amplicons de PCR a partir de células não tratadas. Estes são aquecidos e deixados a hibridar, dando origem a incompatibilidades em locais-alvo que tenham sido erroneamente reparados por NHEJ. Uma nuclease incompatibilidade é então usada para clivar moléculas de ADN só incompatíveis, dando um máximo de 50% de clivagem em que o ADN alvo por clivagem CascataKKR/ELD é completa. Este procedimento foi seguido por sequenciação dos produtos de amplificação do DNA alvo de células tratadas. O ensaio permite a avaliação rápida e otimização do processo de entrega. Produção de pares de Cascata-nuclease Produção de pares Cascata-nuclease[00169] The transfected cells are cultured and passaged for several days. The in vivo efficiency of target DNA cleavage is then evaluated using the assay of Surveyor Guschin, DY, et. al, (2010) Methods Mol. Biol, 649:. 247-256. Briefly, PCR amplified fragments of the target DNA location will be mixed 1:1 with PCR amplicons from untreated cells. These are heated and allowed to hybridize, giving rise to mismatches at target sites that have been erroneously repaired by NHEJ. A mismatch nuclease is then used to cleave only mismatched DNA molecules, giving a maximum of 50% cleavage at which the target DNA by Cascade KKR/ELD cleavage is complete. This procedure was followed by sequencing the target DNA amplification products from treated cells. The assay allows for quick evaluation and optimization of the delivery process. Production of Cascade-nuclease pairs Production of Cascade-nuclease pairs

[00170] Os complexos de cascata de nuclease foram construídos como se explicou acima. A purificação por afinidade a partir de E. coli utilizando a subunidade Cse2 StrepII-etiquetado produz um complexo com a estequiometria esperada quando comparado com Cascata nativa. Referindo-se a Figura 13, isto mostra a estequiometria de Cascata nativa (1), CascataKKR com P7 CrRNA e CascataELD com M13 CrRNA 24h após purificação usando apenas Streptactin. Bandas em Cascata nativa (1) são de cima para baixo: Cse1, CAS7, Cas5, Cas6e, Cse2. CascataKKR/ELD mostrar a banda fusion FokI-Cse1 e uma banda adicional representando Cse1 com uma pequena parte de FokI como resultado da degradação proteolítica.[00170] The nuclease cascade complexes were constructed as explained above. Affinity purification from E. coli using the StrepII-labeled Cse2 subunit produces a complex with the expected stoichiometry when compared to native Cascade. Referring to Figure 13, this shows the stoichiometry of native Cascade (1), CascadeKKR with P7 CrRNA and CascadeELD with M13 CrRNA 24h after purification using Streptactin alone. Native Cascade bands (1) are from top to bottom: Cse1, CAS7, Cas5, Cas6e, Cse2. CascadeKKR/ELD show the FokI-Cse1 fusion band and an additional band representing Cse1 with a small part of FokI as a result of proteolytic degradation.

[00171] Além de uma proteína de fusão intacta FokI-Cse1, observou-se que uma fração da proteína FokI-Cse1-fusão é clivada proteoliticamente, resultando numa proteína Cse1 com apenas o ligante e uma pequena parte de FokI ligado a ele (como confirmado por Mass Espectrometria, dados não mostrados). Na maioria dos isolamentos de proteína da fração da proteína de fusão degradada é de aproximadamente 40%. A proteína isolada é armazenado de forma estável no tampão de eluição (HEPES 20 mM pH 7,5, NaCl 75 mM, DTT 1 mM, destiobiotina 4 mM), com adicional de Tween 20 a 0,1% e 50% de glicerol a -20 ° C. Nestas condições de armazenagem, da integridade e da atividade do complexo ter sido encontrada estável durante pelo menos três semanas (dados não mostrados). Introdução de um His6-tag e NLS em Cascata-nuclease[00171] In addition to an intact FokI-Cse1 fusion protein, it was observed that a fraction of the FokI-Cse1-fusion protein is proteolytically cleaved, resulting in a Cse1 protein with only the ligand and a small part of FokI bound to it (as confirmed by Mass Spectrometry, data not shown). In most protein isolations the degraded fusion protein fraction is approximately 40%. The isolated protein is stored stably in the elution buffer (20 mM HEPES pH 7.5, 75 mM NaCl, 1 mM DTT, 4 mM desthiobiotin), with additional 0.1% Tween 20 and 50% glycerol at -20 °C. Under these storage conditions, the integrity and activity of the complex have been found stable for at least three weeks (data not shown). Introduction of a His6-tag and NLS in the Nuclease Cascade

[00172] O plano de fusão de nuclease Cascata foi modificado para incorporar um sinal de localização nucleolar (NLS) para permitir o transporte para o núcleo de células eucarióticas. Para isso um conjunto monopartidos NLS do antigênio T grande de SV40 Vírus Símio (sequência: PKKKRKVDPKKKRKV) foi fundida na tradução com a região N-terminal da proteína de fusão FokI-Cse1, directamente precedido por uma etiqueta de His6 na extremidade N-terminal. A tag His6 (sequência: MHHHHHH) permite uma +-resina de afinidade etapa adicional de purificação Ni2 após StrepII purificação. Esta etapa adicional assegura a isolação de apenas parte do comprimento do complexo de fusão da Cascata-nuclease e aumenta a eficiência da clivagem eliminando a ligação do complexo intacto da Cascata no site alvo formando um par de nuclease improdutivo. Ensaio de clivagem in vitro[00172] The Nuclease Cascade Fusion Plan was modified to incorporate a nucleolar localization signal (NLS) to allow transport into the nucleus of eukaryotic cells. For this a monopartite NLS set of SV40 Simian Virus large T antigen (sequence: PKKKRKVDPKKKRKV) was fused in translation with the N-terminal region of the FokI-Cse1 fusion protein, directly preceded by a His6 tag at the N-terminus. The His6 tag (sequence: MHHHHHH) allows for an additional Ni2 +-affinity resin purification step after StrepII purification. This additional step ensures isolation of only part of the length of the Cascade-nuclease fusion complex and increases cleavage efficiency by eliminating the binding of the intact Cascade complex at the target site forming an unproductive nuclease pair. In vitro cleavage assay

[00173] Atividade CascataKKR/ELD e especificidade foi ensaiada in vitro, como descrito acima. A Figura 14A mostra os plasmídeos com as distâncias entre protoespaçadores de 25-50 pb (incrementos de 5 pb, faixas 1-6) foram incubadas com CascataKKR/ELD durante 30 minutos a 37 °C. Faixa 10 contém o plasmídeo alvo nas suas três topologias possíveis: a banda de menor representa o inicial, super-enrolado negativamente (NSC) sob forma de plasmídeo, a banda do meio representa a forma linearizada (clivada por XbaI), ao etapa que a banda superior representa o circular aberta formulário (OC) (após corte com Nt.BbrCI). A faixa 7 mostra a incubação de um plasmídeo com sítios tanto de ligação removidos (controlo negativo). Portanto, a Figura 14A mostra um ensaio de clivagem típico usando vários plasmídeos alvo em que os locais de ligação são separados por 25 a 50 pares de bases, em incrementos de 5 bp (faixas 1-6). Estes plasmídeos com distâncias de 25-50 pb foram incubadas com CascataKKR/ELD transportando anti P7 e M13 crRNA respectivamente. Um plasmídeo contendo sítios de ligação não serviu como controlo (faixa 7). O plasmídeo original existe na forma super-enrolado negativamente (NSC, faixa de controle 8), e cortado ou produtos linearizados são claramente distinguíveis. Após a incubação de um produto de clivagem linear é formado, quando os sítios de ligação foram separados em 30, 35 e 40 pares de bases (faixas 2, 3, 4). Aos 25, 45 e 50 pares de bases a distância (faixas 1, 5, 6), o plasmídeo alvo parecia ser incompletamente clivada conduz à forma entalhada (OC). Estes resultados mostram o melhor decote em plasmídeos com distâncias entre 30 e 40 pb, dando flexibilidade suficiente na concepção de um par crRNA para qualquer lugar. Ambas as distâncias mais curtas e mais longas resultam em aumento da atividade corte ao criar menos LAP. Existe muito pouca atividade em um plasmídeo em que os dois protoespaçadores foram removidos, mostrando a especificidade alvo (faixa 7). Condições de clivagem[00173] Cascade KKR/ELD activity and specificity was assayed in vitro as described above. Figure 14A shows plasmids with protospacer distances of 25-50 bp (5 bp increments, lanes 1-6) were incubated with Cascade KKR/ELD for 30 minutes at 37°C. Lane 10 contains the target plasmid in its three possible topologies: the lower band represents the initial, negatively supercoiled (NSC) plasmid form, the middle band represents the linearized form (cleaved by XbaI), while the top band represents the open circular form (OC) (after cutting with Nt.BbrCI). Lane 7 shows incubation of a plasmid with both binding sites removed (negative control). Therefore, Figure 14A shows a typical cleavage assay using multiple target plasmids in which the binding sites are separated by 25 to 50 base pairs, in 5 bp increments (lanes 1-6). These plasmids with distances of 25-50 bp were incubated with CascataKKR/ELD carrying anti P7 and M13 crRNA respectively. A plasmid containing binding sites did not serve as a control (lane 7). The original plasmid exists in negatively supercoiled form (NSC, control lane 8), and snipped or linearized products are clearly distinguishable. After incubation a linear cleavage product is formed, when the binding sites were separated by 30, 35 and 40 base pairs (lanes 2, 3, 4). At 25, 45 and 50 base pairs apart (lanes 1, 5, 6), the target plasmid appeared to be incompletely cleaved leading to the notched form (OC). These results show the best cleavage in plasmids with distances between 30 and 40 bp, giving enough flexibility in designing a crRNA pair anywhere. Both shorter and longer distances result in increased cutting activity by creating less LAP. There is very little activity on a plasmid in which the two protospacers have been removed, showing target specificity (lane 7). Cleavage conditions

[00174] Para avaliar as condições de tampão ótimas para ensaios de clivagem, e para avaliar se a atividade do complexo é esperado em condições fisiológicas, foram selecionados os dois tampões seguintes: (1) NEB4 (New England Biolabs, acetato de potássio 50 mM, 20 mM Tris-acetato , acetato de magnésio 10 mM, ditiotreitol 1 mM, pH 7,9) e (2) Tampão S (Fermentas, 50 mM Tris-HCl, 10 mM de MgCl2, 100 mM de NaCl, 0,1 mg/mL de BSA, pH 7,5). Dos dois, NEB4 é recomendado para uma atividade ótima da enzima comercial FokI intacta. Tampão S foi escolhido a partir de uma tela rápida para dar uma boa atividade e especificidade (resultados não apresentados). A Figura 14B mostra a incubação com diferentes tampões e diferentes tempos de incubação. As faixas 1-4 foram incubadas com Fermentas Tampão S (faixa 1, 2, durante 15 minutos, a faixa 3, 4, durante 30 minutos), as faixas 5, 6, foram incubadas com NEB4 (30 minutos). Lanes 1, 3, 5 usado o plasmídeo alvo com 35 espaçamento bp, faixas 2, 4, 6 utilizado o plasmídeo não alvo (sem sítios de ligação). Lanes 7, 8 foram incubadas com apenas CascataKKR ou CascataELD respectivamente (tampão O). Faixa 9 é o marcador de topologia, como em (A). Faixa 10 e 11 mostram o plasmídeo alvo e não alvo incubadas sem adição de cascata. Portanto, na Figura 14B, a atividade foi testada no plasmídeo alvo com 35 pares de bases a distância (faixa 1, 3, 5) e um plasmídeo de controlo não alvo (faixa 2, 4, 6). Havia uma quantidade elevada de corte inespecífica e menos de clivagem em NEB4 (faixa 5,6), enquanto tampão S mostra somente atividade no plasmídeo alvo, com uma quantidade elevada de clivagem específica e pouco corte (faixa 1-4). A diferença é provavelmente causado pela concentração de NaCl em tampão O, maior força iônica enfraquece interações proteína-proteína, levando à menor atividade inespecífica. A incubação de 15 ou 30 minutos mostra pouca diferença no alvo e não alvo do plasmídeo (faixa 1,2 ou 3,4, respectivamente). A adição de apenas um tipo de cascata (P7KKR ou M13ELD) não resulta em atividade de clivagem (faixa 7, 8), como esperado. Esta experiência mostra que a atividade de nuclease da cascata específico por um par concebido ocorre quando a concentração de NaCl seja de, pelo menos, 100 mm, o que é próximo da concentração salina fisiológica dentro de células (137 mM de NaCl). O par nuclease Cascata é esperado para ser totalmente ativo in vivo, em células eucarióticas, durante a exibição de atividade desprezível off-alvo clivagem. Local de clivagem[00174] To assess optimal buffer conditions for cleavage assays, and to assess whether complex activity is expected under physiological conditions, the following two buffers were selected: (1) NEB4 (New England Biolabs, 50 mM potassium acetate , 20 mM Tris-acetate, 10 mM magnesium acetate, 1 mM dithiothreitol, pH 7.9) and (2) Buffer S (Fermentas, 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 100 mM NaCl, 0.1 mg/ml BSA, pH 7.5). Of the two, NEB4 is recommended for optimal activity of the intact commercial FokI enzyme. Buffer S was chosen from a quick screen to give good activity and specificity (results not shown). Figure 14B shows incubation with different buffers and different incubation times. Lanes 1-4 were incubated with S-Buffer Fermentas (lane 1, 2, for 15 minutes, lane 3, 4, for 30 minutes), lanes 5, 6 were incubated with NEB4 (30 minutes). Lanes 1, 3, 5 used the target plasmid with 35 bp spacing, lanes 2, 4, 6 used the non-target plasmid (no binding sites). Lanes 7, 8 were incubated with only CascataKKR or CascataELD respectively (buffer O). Track 9 is the topology marker, as in (A). Lane 10 and 11 show target and non-target plasmid incubated without cascade addition. Therefore, in Figure 14B, activity was tested on the target plasmid 35 base pairs away (lane 1, 3, 5) and a non-target control plasmid (lane 2, 4, 6). There was a high amount of nonspecific cleavage and less cleavage in NEB4 (lane 5.6), whereas buffer S shows only activity on the target plasmid, with a high amount of specific cleavage and little cleavage (lane 1-4). The difference is likely caused by the concentration of NaCl in buffer O, higher ionic strength weakens protein-protein interactions, leading to lower nonspecific activity. Incubation of 15 or 30 minutes shows little difference in target and non-target plasmid (range 1.2 or 3.4, respectively). The addition of only one type of cascade (P7KKR or M13ELD) does not result in cleavage activity (lane 7, 8), as expected. This experiment shows that the nuclease activity of the specific cascade by a conceived pair occurs when the NaCl concentration is at least 100 mM, which is close to the physiological saline concentration within cells (137 mM NaCl). The nuclease cascade pair is expected to be fully active in vivo, in eukaryotic cells, while exhibiting negligible activity off-target cleavage. cleavage site

[00175] O local de clivagem no plasmídeo alvo, com um espaçamento de 35 pb (pTarget35) foi determinada. A Figura 15 mostra como o sequenciamento revela a montante ea jusante sítios de clivagem por CascataKKR/ELD no plasmídeo alvo com 35 par de bases espaçamento. Na Figura 15A) está representada a região alvo dentro pTarget35 com potenciais locais de clivagem anotados. Partes das protoespaçadores são indicados em vermelho e azul. B) O gráfico de barras mostra quatro diferentes padrões de clivagem e sua abundância relativa dentro de clones sequenciados. As barras azuis representam o balanço gerado, enquanto a esquerda e borda direita de cada barra representa o sítio de clivagem esquerda e direita (ver B para anotação).[00175] The cleavage site on the target plasmid, with a spacing of 35 bp (pTarget35) was determined. Figure 15 shows how sequencing reveals upstream and downstream KKR/ELD Cascade cleavage sites on the target plasmid 35 base pairs apart. In Figure 15A) the target region within pTarget35 is depicted with potential cleavage sites annotated. Parts of the protospacers are indicated in red and blue. B) The bar graph shows four different cleavage patterns and their relative abundance within sequenced clones. The blue bars represent the generated balance, while the left and right edge of each bar represents the left and right cleavage site (see B for annotation).

[00176] Figura 15A mostra a sequência original de pTarget35, com sítios de clivagem numeradas de -7 a +7 onde 0 fica no meio entre os dois protoespaçadores (indicados em vermelho e azul). Dezessete clones foram sequenciados e todos estes mostram a clivagem em torno da posição 0, a criação de diferentes saliências entre 3 e 5 pb (ver Figura 15B). Saliências de 4 são mais abundantes (cumulativamente 88%), enquanto que de pende de 3 e 5 ocorrer apenas uma vez (6% cada). A cisão ocorreu exatamente como o esperado, sem clones mostrando clivagem alvo. Clivagem de uma localização alvo nas células de humanos.[00176] Figure 15A shows the original sequence of pTarget35, with cleavage sites numbered from -7 to +7 where 0 is in the middle between the two protospacers (indicated in red and blue). Seventeen clones were sequenced and all of these show cleavage around position 0, creating different overhangs between 3 and 5 bp (see Figure 15B). Bosses of 4 are more abundant (cumulatively 88%), while it depends on 3 and 5 to occur only once (6% each). The scission occurred exactly as expected, with no clones showing target cleavage. Cleavage of a target location in human cells.

[00177] Nucleases da CascataKKR/ELD foram modificadas com sucesso para conter um His6-tag N-terminal seguido de uma Nucleolar Localização sinal mono-partido dupla. Estas proteínas de fusão de nuclease Cascata modificados foram co-expressos com qualquer uma das duas matrizes CRISPR sinteticamente construídas, cada uma delas com um sítio de ligação no gene CCR5 humano. Primeiro a atividade deste novo par de nuclease é validado in vitro testando-se a atividade em um plasmídeo contendo esta região do gene CCR5. O par de nuclease é transfectado para uma linha de células humanas, por exemplo, Linhagem de células HeLa. Eficiência de clivagem alvo é avaliada por meio do ensaio de peritos, como descrito acima.[00177] KKR/ELD Cascade Nucleases have been successfully modified to contain an N-terminal His6-tag followed by a double single-party Nucleolar Localization signal. These modified Cascade nuclease fusion proteins were co-expressed with either of two synthetically constructed CRISPR arrays, each with a binding site on the human CCR5 gene. First, the activity of this new nuclease pair is validated in vitro by testing the activity on a plasmid containing this region of the CCR5 gene. The nuclease pair is transfected into a human cell line, for example, HeLa cell line. Target cleavage efficiency is assessed using expert testing as described above.

Claims (9)

1. Composição, caracterizada pelo fato de que compreende uma proteína de fusão artificial de uma subunidade de proteína Cse1 associada a uma repetição palindrômica curta agrupada e regularmente espaçada (CRISPR) e uma endonuclease FokI, em que a sequência de aminoácidos da proteína de fusão Cse1-Fok1 é selecionada a partir de SEQ ID NO: 19 e SEQ ID NO: 21.1. Composition, characterized in that it comprises an artificial fusion protein of a Cse1 protein subunit associated with a clustered regularly spaced short palindromic repeat (CRISPR) and a FokI endonuclease, wherein the amino acid sequence of the Cse1 fusion protein -Fok1 is selected from SEQ ID NO: 19 and SEQ ID NO: 21. 2. Composição de proteína de fusão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um sinal de localização nuclear (NLS), em que o NLS é NLS de SV-40.2. Fusion protein composition, according to claim 1, characterized in that it further comprises a nuclear localization signal (NLS), in which the NLS is SV-40 NLS. 3. Molécula de ácido nucleico, caracterizada pelo fato de que apresenta sequência de nucleotídeos de SEQ ID NO: 22 ou 24 que codifica a proteína de fusão compreendida na composição como definida na reivindicação 1 ou 2, em que a sequência de aminoácidos da proteína de fusão Cse1-Fok1 com NLS é selecionada a partir de SEQ ID NO: 23 e SEQ ID NO: 25, respectivamente.3. Nucleic acid molecule, characterized in that it has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22 or 24 that encodes the fusion protein comprised in the composition as defined in claim 1 or 2, wherein the amino acid sequence of the protein of Cse1-Fok1 fusion with NLS is selected from SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 25, respectively. 4. Vetor de expressão, caracterizado pelo fato de que compreende a molécula de ácido nucleico como definida na reivindicação 3.4. Expression vector, characterized in that it comprises the nucleic acid molecule as defined in claim 3. 5. Complexo de ribonucleoproteína, caracterizado pelo ato de que compreende a proteína de fusão compreendida na composição como definida na reivindicação 1 ou 2 e uma molécula CRISPR RNA (crRNA).5. A ribonucleoprotein complex, characterized in that it comprises the fusion protein comprised in the composition as defined in claim 1 or 2 and a CRISPR RNA (crRNA) molecule. 6. Complexo de ribonucleoproteína, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma subunidade de proteína Cas6, uma subunidade de proteína Cas5, uma subunidade de proteína Cse2 e uma subunidade de proteína Cas7.6. A ribonucleoprotein complex, according to claim 5, characterized in that it further comprises a Cas6 protein subunit, a Cas5 protein subunit, a Cse2 protein subunit and a Cas7 protein subunit. 7. Método para modificar, visualizar, ativar a transcrição ou reprimir a transcrição de um ácido nucleico alvo in vitro, caracterizado pelo fato de que compreende contatar o ácido nucleico alvo com um complexo de ribonucleoproteína como definido na reivindicação 5 ou 6.7. Method for modifying, visualizing, activating transcription or repressing transcription of a target nucleic acid in vitro, characterized in that it comprises contacting the target nucleic acid with a ribonucleoprotein complex as defined in claim 5 or 6. 8. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que é um método para modificar que liga e/ou cliva o ácido nucleico alvo.8. Method according to claim 8, characterized in that it is a method for modifying what binds and/or cleaves the target nucleic acid. 9. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o ácido nucleico alvo é um DNA de fita dupla (dsDNA).9. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the target nucleic acid is double-stranded DNA (dsDNA).
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